Diagramas LOL | Trabajo y energía | Física | Khan Academy en Español

Summary

En este video, se explica cómo los diagramas de energía (L o L) son una herramienta útil para visualizar la conservación de energía. Se discute la definición de un sistema de energía y cómo elegir qué elementos incluir en él. A través de ejemplos, se muestra cómo representar la energía potencial y cinética, y cómo estos diagramas pueden transformarse en ecuaciones de conservación de energía. Además, se explora cómo factores como la fricción pueden afectar la conservación de energía, ya sea considerándolos como trabajo externo o interno, y se destaca la importancia de estos diagramas para entender conceptos de energía en física.

Takeaways

• 📊 Los diagramas L o L (Lagrangian or Level of Energy) son una herramienta útil para visualizar la conservación de energía y entender qué elementos forman parte del sistema de energía.
• 🌐 Un sistema de energía es definido como un objeto o una colección de objetos de los cuales se registra la energía en un diagrama L o L.
• 🔄 Los diagramas L o L permiten observar la transformación de energía potencial en energía cinética y viceversa, mostrando la conservación de energía en un sistema cerrado.
• 📉 La energía potencial gravitacional se representa en el diagrama como una barra vertical, y su altura indica la cantidad de energía almacenada en la masa debido a su posición elevada.
• 📈 La energía cinética se representa también como una barra vertical, y su altura indica la cantidad de energía que tiene un objeto en movimiento.
• 🌱 Al inicio del movimiento de una masa, la energía cinética es cero si la masa comienza en reposo, y la energía potencial gravitacional es máxima.
• 🌍 La Tierra también se considera parte del sistema de energía en los diagramas L o L, ya que su fuerza gravitacional afecta la energía potencial y cinética de la masa.
• 🔄 La conservación de energía se cumple si la suma de la energía inicial más el trabajo externo realizado es igual a la energía final del sistema.
• 🛠️ El trabajo externo se representa en el diagrama L o L como una transferencia de energía al sistema, y puede ser positivo (energía ingresa al sistema) o negativo (energía sale del sistema).
• 🔧 En presencia de fricción o resistencia, la energía se transforma en energía térmica, lo que se puede representar en el diagrama L o L como una pérdida de energía mecánica del sistema.

Q & A

¿Qué son los diagramas LoL y para qué sirven?

Los diagramas LoL (Laws of Energy) son una excelente manera de visualizar la conservación de la energía. Sirven para representar gráficamente la energía potencial y cinética en un sistema, ayudándonos a entender qué energías están involucradas y cómo se transforman.

¿Qué es un sistema de energía?

Un sistema de energía es un objeto o una colección de objetos de los cuales vamos a estar registrando su energía en los diagramas LoL. Esencialmente, es lo que se considera para el análisis energético en un problema específico.

¿Cómo se determina qué forma parte del sistema de energía en un diagrama LoL?

Se determina considerando qué objetos o elementos están involucrados en el proceso energético que se está analizando. Por ejemplo, en un problema de caída libre, la masa sería parte del sistema de energía, mientras que la Tierra, aunque influye en la energía potencial, puede o no incluirse según el enfoque del problema.

¿Qué es la energía potencial y cómo se representa en un diagrama LoL?

La energía potencial es la energía que un objeto tiene debido a su posición en un campo de fuerza, como la gravedad. En un diagrama LoL, se representa con una barra vertical cuya altura indica la cantidad de energía potencial.

¿Qué representa la energía cinética en un diagrama LoL?

La energía cinética es la energía que un objeto tiene debido a su movimiento. En un diagrama LoL, también se representa con una barra vertical, pero esta indica la cantidad de energía asociada al movimiento del objeto.

¿Cómo se interpreta la conservación de la energía en un diagrama LoL?

La conservación de la energía en un diagrama LoL se interpreta como la suma de todas las energías iniciales más cualquier trabajo externo aplicado, que debe ser igual a la suma de todas las energías finales. Esto refleja que la energía total en un sistema es constante si no hay interacciones externas.

¿Qué significa el trabajo interno en el contexto de los diagramas LoL?

El trabajo interno en los diagramas LoL es el trabajo realizado por las fuerzas dentro del sistema, como cuando una masa cae y la Tierra (que es parte del sistema) ejerce gravedad sobre ella. Este trabajo no afecta la energía total del sistema ya que es una transferencia interna.

¿Cómo se representa el trabajo externo en un diagrama LoL?

El trabajo externo en un diagrama LoL se representa como una cantidad que se suma o resta a la energía inicial del sistema, dependiendo de si el trabajo es positivo (sumado) o negativo (restado). Esto indica la transferencia de energía al sistema desde fuentes externas.

¿Qué ocurre si se considera que la Tierra no es parte del sistema de energía en un diagrama LoL?

Si la Tierra no se considera parte del sistema de energía, entonces el trabajo que ejerce sobre un objeto (como la gravedad) se considera trabajo externo. Esto significa que el trabajo de la gravedad se suma a la energía inicial del sistema, lo que puede cambiar la energía final del sistema.

¿Cómo se aborda la fricción en un diagrama LoL?

La fricción se puede abordar en un diagrama LoL como un trabajo externo negativo si se considera que las superficies en contacto no forman parte del sistema. Esto significa que la fricción quita energía del sistema, la cual se convierte en energía térmica. Si se incluyen en el sistema, entonces la fricción se convierte en un trabajo interno y se representa como una ganancia de energía térmica.

Outlines

00:00

📊 Diagramas de energía y conservación

El primer párrafo introduce los diagramas de energía como una herramienta para visualizar la conservación de energía. Se explica que estos diagramas, también conocidos como diagramas 'L o L', permiten identificar qué objetos se incluyen en el sistema de energía y cuáles se excluyen. Se utiliza el ejemplo de una masa en reposo a cierta altura para ilustrar cómo se representa la energía potencial gravitacional y cómo esta se transforma en energía cinética al soltar la masa. Se enfatiza la importancia de la consistencia en los diagramas y cómo estos pueden traducirse en ecuaciones de conservación de energía.

05:01

🌐 Consideraciones sobre la energía potencial y el trabajo interno

Este párrafo profundiza en la transformación de energía potencial gravitacional a energía cinética, y cómo el trabajo realizado por la Tierra sobre la masa es un trabajo interno que no altera la energía total del sistema. Se aclaran conceptos sobre el trabajo y la energía en términos de la conservación de energía, y se introduce el ejemplo de un sistema que no incluye a la Tierra, lo que hace que el trabajo de la Tierra sea externo y afecte la energía del sistema. Se discute cómo la energía inicial y final se ven afectadas por el trabajo externo y cómo esto se refleja en los diagramas de energía.

10:03

🔄 Energía en un sistema con resorte

El tercer párrafo explora un escenario donde una masa interactúa con un resorte, y cómo se representa en un diagrama de energía. Se describe el proceso de liberar la masa y cómo la energía elástica del resorte se convierte en energía cinética y potencial gravitacional. Se discuten las decisiones sobre qué incluir en el sistema de energía y cómo estas decisiones afectan la representación de la energía potencial gravitacional y cinética en el diagrama. Además, se plantea la posibilidad de incluir o excluir fuerzas externas, como la fricción, y cómo esto afecta la conservación de la energía.

15:04

🛤️ Consecuencias de la fricción en la conservación de la energía

Este párrafo aborda cómo la fricción entre la rampa y la masa impacta la conservación de la energía. Se presentan dos enfoques: considerar la fricción como un trabajo externo negativo o incluir las superficies en el sistema y tratar el trabajo de fricción como interno, lo que resulta en una ganancia de energía térmica. Se discute la representación de la energía térmica en los diagramas de energía y cómo esto afecta la suma total de energía en el sistema. Se enfatiza la importancia de la elección del sistema de energía para la interpretación de la conservación de la energía.

20:04

🔍 Resumen de los diagramas de energía y su aplicación

El último párrafo resalta la utilidad de los diagramas de energía para visualizar la conservación de energía y cómo definir el sistema de energía es crucial para su análisis. Se resumen los conceptos clave de energía potencial, cinética y térmica, y se explica cómo la suma de la energía inicial más el trabajo externo debe ser igual a la energía final. Se subraya la flexibilidad en la inclusión de elementos en el sistema y cómo esto afecta la representación gráfica y la ecuación de conservación de energía.

Keywords

💡Diagramas de energía

Los diagramas de energía son una herramienta utilizada para visualizar y comprender la conservación de la energía en un sistema. En el video, se utilizan para ilustrar cómo la energía potencial se transforma en energía cinética y viceversa. Son esenciales para entender el concepto de que la energía total en un sistema es constante, independientemente de las transformaciones que experimenten sus formas.

💡Energía potencial

La energía potencial es la energía que un objeto posee debido a su posición en un campo de fuerza, como la gravedad. En el guion, se menciona que una masa suspendida a una altura 'h' tiene energía potencial gravitacional, que se mide en unidades de energía y que se transforma en energía cinética cuando la masa cae.

💡Energía cinética

Es la energía que un objeto posee debido a su movimiento. En el video, se discute cómo la energía cinética se genera cuando una masa cae desde una altura y gana velocidad. La energía cinética es crucial para entender la conservación de la energía, ya que es la forma en que la energía potencial se manifiesta cuando un objeto se mueve.

💡Conservación de la energía

Este principio fundamental de la física establece que la cantidad total de energía en un sistema cerrado es constante. En el guion, se explica cómo los diagramas de energía ayudan a visualizar este principio, mostrando que la suma de la energía potencial y cinética en un sistema permanece constante a lo largo del tiempo.

💡Sistema de energía

Un sistema de energía se refiere al conjunto de objetos o elementos que se estudian en relación con la energía. En el video, se destaca la importancia de definir qué objetos forman parte del sistema de energía para poder realizar un seguimiento preciso de la energía en un diagrama de energía.

💡Trabajo externo

El trabajo externo es la cantidad de energía que se transfiere a un sistema desde el exterior. En el guion, se discute cómo el trabajo externo puede afectar la energía total de un sistema, y cómo se representa en un diagrama de energía. Por ejemplo, la fuerza de gravedad ejercida por la Tierra sobre una masa es considerada trabajo interno si la Tierra es parte del sistema, pero trabajo externo si no lo es.

💡Energía elástica

Es la energía almacenada en un objeto elástico, como un resorte, debido a su deformación. En el video, se menciona cómo la energía elástica de un resorte comprimido puede ser liberada para empujar una masa, y cómo se representa en un diagrama de energía como una forma de energía potencial.

💡Energía térmica

La energía térmica es la energía relacionada con el movimiento de partículas dentro de un objeto y la temperatura. En el guion, se discute cómo la fricción puede generar energía térmica, que se representa en un diagrama de energía como una pérdida de energía mecánica que se convierte en calor.

💡Resorte

Un resorte es un objeto elástico que puede ser comprimido o estirado y que tiene la capacidad de almacenar energía elástica. En el video, se utiliza un resorte como ejemplo para ilustrar cómo la energía elástica se puede transferir a una masa, cambiando su estado de reposo a movimiento.

💡Fricción

La fricción es una fuerza que resiste el movimiento de un objeto sobre otra superficie. En el guion, se explica cómo la fricción puede disipar energía mecánica como calor, y cómo esto se puede representar en un diagrama de energía como una transferencia de energía a la forma de energía térmica.

Highlights

Introducción a los diagramas de energía y su importancia en la visualización de la conservación de la energía.

Explicación de qué es un sistema de energía y cómo se registra en los diagramas de energía.

Cómo elegir qué elementos formarán parte del sistema de energía en los diagramas.

Ejemplo de cómo se transforma la energía potencial en energía cinética al soltar una masa desde una altura.

Importancia de ser consistentes en la representación de las energías en los diagramas de energía.

La noción de que la cantidad exacta de energía en los diagramas no importa tanto como el entendimiento conceptual.

La importancia de considerar la Tierra como parte del sistema de energía para entender la conservación de la energía.

La conservación de la energía se debe a que la Tierra, al realizar trabajo en la masa, forma parte del sistema y es un trabajo interno.

La analogía de la interacción entre dos personas y cómo esto se relaciona con la conservación de energía en un sistema.

Cómo los diagramas de energía L O pueden transformarse directamente en ecuaciones de conservación de la energía.

Ejemplo de cómo se ve un diagrama de energía cuando se considera trabajo externo y no se conserva la energía.

La diferencia entre la energía potencial gravitacional y el trabajo externo según si la Tierra se considera parte del sistema de energía o no.

Ejemplo de cómo se representa la energía en un escenario donde una masa comprime un resorte y luego se libera.

La importancia de identificar si hay fuerzas o trabajo externo que afecten el sistema para asegurar la conservación de la energía.

Cómo se representa la energía térmica generada por la fricción como trabajo interno o externo dependiendo de si las superficies son parte del sistema o no.

Resumen de cómo los diagramas de energía L O son una herramienta útil para visualizar la conservación de la energía y definir el sistema de energía.

Transcripts

en esta ocasión quiero hablarles sobre

los diagramas

LoL me escucharon bien diagramas

LoL estos diagramas son una excelente

manera de visualizar la conservación de

la energía y algo mejor nos obligan a

considerar qué forma parte de nuestro

sistema de energía y que no y si no

conocen lo que es un sistema de energía

creo que por aquí debemos comenzar un

sistema de energía es un objeto o

colección de objetos de los cuales vamos

a estar registrando su energía vamos a

estarlo registrando en este tipo de

diagramas y noten que uno tiene una

forma de l este parece una o y aquí hay

otra L por eso se les llama diagramas l

o L Este es un diagrama de energía Aquí

vamos a dibujar nuestro sistema y aquí

tenemos otro diagrama de energía y para

conocer la utilidad de estos diagramas l

o vamos a ver un ejemplo digamos que

tenemos esto una masa que es está a una

altura h y la cual se encuentra en

reposo Pero yo en un momento la voy a

liberar la voy a soltar de esta altura h

y cuando la suelte esta masa va a caer

lo primero que tenemos que hacer es

elegir qué va a formar parte de nuestro

sistema de energía un elemento por

ejemplo va a ser nuestra masa qué vamos

a poner aquí Aquí voy a poner todos los

elementos que me interesa registrar su

energía y fuera de esto van a estar

aquellos elementos que no voy a

registrar su energía entonces

típicamente en estos problemas las

personas van a considerar la masa como

parte del sistema de energía sobre todo

si estamos viendo la conservación de la

energía Aquí vamos a comenzar con

energía potencial que después va a

transformarse en energía cinética y

debido a esto vamos a registrar la

energía que tiene esta masa y si

hablamos de energía potencial también

vamos a hablar aunque les parezca

extraño de la Tierra

Aquí está nuestro planeta tierra con sus

continentes y todo y también va a formar

parte de nuestro sistema de energía y ya

que tenemos nuestro sistema vamos a

comenzar a graficar las energías

involucradas aquí al inicio qué energía

vamos a tener aquí vamos a tener energía

potencial gravitacional ya que esta masa

m se encuentra suspendida una altura h y

esta altura H está por encima de la

tierra ahora vamos a a graficar esta

energía como una barra y esta barra

tiene cuatro unidades son cuatro

unidades de energía potencial

gravitacional y me pueden decir Oye y

cómo es que sabes que son exactamente

cuatro unidades por qué no dos o por qué

no tres y media aquí la cantidad exacta

no importa demasiado en estos diagramas

LoL Lo importante es poder

conceptualizar Qué es lo que está

sucediendo con estas energías no importa

qué dibuj dijimos acá tenemos que ser

consistentes cuando lo dibujemos en este

otro diagrama y en un momento les

explicaré Qué significa esto así que

digamos que aquí tenemos al inicio

cuatro unidades de energía potencial

gravitacional tenemos algo de energía

cinética No ya que esta masa se

encontraba en reposo cuando la liberamos

si yo suelto esta masa va a comenzar con

velocidad cero y esta Us se refiere a la

energía del resorte o energía elástica

que no va a aplicar en este ejemplo ya

que no tenemos ningún resorte o energía

elástica Así que Esta es toda la energía

que tenemos al inicio qué va a pasar con

esta energía bueno tenemos que nuestra

posición inicial es esta Qué tipo de

energía vamos a tener cuando la masa

esté a punto de tocar el suelo hasta

este punto final en este punto justo

antes de que la masa de con el suelo

vamos a tener energía cinética ya que

esta masa se estaba moviendo Desde que

la soltamos y la energía cinética es la

energía que tiene un objeto debido a su

movimiento con Cuánta energía cinética

vamos a terminar Bueno ya que la energía

se conserva si yo tengo cuatro unidades

de energía gravitacional entonces voy a

terminar con cuatro unidades de energía

cinética Y quizá esto los confunda y me

pregunten bueno por qué no tenemos al

final energía potencial gravitacional

Bueno aquí estamos suponiendo que esta

línea es la línea cuando H es igual a 0

y sabemos que la energía potencial

gravitacional es igual a m * g * h y en

este caso esta H es igual a 0 por lo que

aquí no tenemos energía potencial

gravitacional Así que cuando esta masa

llega al punto final qué es lo que estoy

representando con este diagrama Entonces

mi energía potencial gravitacional en

este punto va a ser cer0 y ya que aquí

al final no tenemos ningún tipo de

energía potencial gravitacional entonces

quiere decir que toda esta energía

potencial gravitacional del inicio se

transformó en energía cinética esto

tiene que suceder así para que se

conserve la energía de nuestro sistema y

a lo mejor ustedes me pueden decir a ver

un momento anteriormente aprendimos que

cuando se realiza un trabajo la energía

se transfiere y la energía total de un

objeto puede cambiar la tierra está

ejerciendo una fuerza de gravedad en

este objeto hacia abajo esta masa se

está moviendo hacia abajo con cierta

velocidad por lo que la tierra Está

realizando cierto trabajo positivo sobre

la masa es decir le está proporcionando

energía con este trabajo y si esto

ocurre no significa que la energía de mi

sistema va a cambiar pues no y la razón

de esto es que nuestra tierra forma

parte de nuestro sistema de energía está

incluida en él así que aunque la tierra

Está realizando un trabajo positivo en

la masa y proporcionándole energía

cinética la tierra forma parte de este

sistema y este trabajo va a ser un

trabajo interno y el trabajo interno en

un sistema nunca nos va a afectar la

energía que tiene este para aclarar esto

imagínense que y aquí están ustedes y

aquí está un amigo y tú le das a tu

amigo 200 pesos a lo mejor pues tú

perdiste 200 pesos y el amigo ganó 200

pesos pero si los dos forman parte del

sistema el dinero que hay entre los dos

no va a cambiar la cantidad de dinero

que hay en este sistema no ha cambiado

esto mismo se cumple cuando estamos

hablando de energías si tenemos energías

internas dentro de un sistema de energía

estas no me van a afectar las energías

que tengo de una gráfica a la otra y es

por eso que tuve que dibujar mi energía

cinética con cuatro unidades para que se

conservara la energía inicial ya que

ninguna energía externa entró O salió de

nuestro sistema y algo muy bueno de

estos diagramas L O es que podemos

transformarlos directamente en

ecuaciónes de conservación de la energía

ya que cualquier energía inicial que

tengamos más cualquier cantidad de

trabajo externo que encontremos Esto va

a ser igual a la energía final del

sistema y esto es porque el trabajo

externo se refiere a Qué cantidad de

trabajo Se transfirió hacia nuestro

sistema si comenzamos con 10 joules de

energía y nos transfirieron desde afuera

5 joules de energía al final vamos a

tener 15 jou de energía y si aplicamos

esto para nuestro ejemplo tendremos como

energía inicial nuestra energía

potencial gravitacional que es m * g * h

más energía externa pero aquí no hubo

energía externa solo tuvimos trabajo

interno Así que Esto va a ser cero y

esto tiene que ser igual a la energía

final y esto es igual a la única energía

que tengo aquí al final que es mi

energía cinética que es 1/2 * m * b cu Y

si aquí tuviéramos números los podríamos

sustituir y podríamos despejar No sé a

lo mejor esta h o esta b o lo que

querramos saber cómo se vería un ejemplo

en donde tuviéramos un trabajo externo o

en donde no se conservara la energía

bueno puedo usar este mismo ejemplo pero

solamente quitando a mi tierra y la

dejara fuera de mi sistema de energía

por lo que ahora ahora mi sistema sería

únicamente la masa m y ahora el trabajo

realizado por la tierra en la masa va a

ser un trabajo externo y ahora que tengo

un trabajo externo que está afectando mi

sistema pues la energía inicial ya no va

a ser la misma que la energía final la

energía de mi sistema ya no se va a

conservar porque hay algo externo que le

está dando energía la Tierra le está

proporcionando un trabajo externo a la

masa y y Esto va a cambiar nuestro

diagrama

LoL nuestra masa va a seguir teniendo

energía cinética el hecho de que ya no

consideremos a la Tierra como parte de

nuestro sistema no va a cambiar lo que

sucede con estos elementos la masa va a

seguir bajando hasta acá con cuatro

unidades de energía cinética va a seguir

bajando como lo hacía anteriormente pero

ahora nuestro sistema de energía va a

estar ganando energía Cómo es esto

posible pues diciendo que nuestra masa

no va a iniciar con la energía potencial

gravitacional y a muchas personas esto

no les gusta dicen a ver cómo es posible

de que la masa no tenga energía

potencial gravitacional Y por supuesto

que esta masa va a comenzar con energía

potencial gravitacional y técnicamente

hablando la energía potencial

gravitacional es una energía que existe

entre dos masas se requieren dos para

bailar el tango y se requieren dos masas

para tener energía potencial

gravitacional Y si una de estas masas

está fuera del sistema va a haer un

trabajo externo en la masa y esto no lo

puedo poner aquí porque solo son las

energías iniciales de mi sistema de

energía por lo que ahora Este término va

a ser cero Pero ahora sí podemos decir

que hay una energía externa Este es el

trabajo realizado por la tierra sobre la

masa Cuál es la cantidad de trabajo

externo realizado por la tierra sobre la

masa Bueno si mi energía final fue de

cuatro unidades Entonces el trabajo

externo fue de cuatro Así que si

quitamos a la tierra de nuestro sistema

de energía nuestra gráfica de energía

inicial no va a tener ninguna energía

pero ahora vamos a tener un trabajo

externo realizado por la tierra sobre la

masa que ponemos aquí Y quizá a ustedes

les confunda esto ya que Pues tenemos la

misma situación lo único que hicimos fue

no considerar a la Tierra como parte de

nuestro sistema de energía y esto Cómo

afecta nuestros cálculos pues realmente

no los afecta ahora en lugar de tener

nuestra energía potencial gravitacional

mg por h de cuatro

unidades esto ya no lo tengo pero ahora

tengo un trabajo externo de cuatro

unidades de energía son dos perspectivas

diferentes pero aquí tenemos exacta

exactamente las mismas cantidades vamos

a tener el mismo resultado todo esto va

a ser consistente pero dependiendo de si

ustedes consideran a la Tierra como

parte del sistema de energía o no pues

me va a implicar que puedo yo decir que

tengo una energía potencial

gravitacional inicial si la considero

como parte de mi sistema de energía o

puedo decir que no tengo esta energía

inicial pero tengo un trabajo externo

que está haciendo realizado en mi masa

vamos a ver otro ejemplo vamos a quitar

esto ahora consideremos Este ejemplo en

donde nuestra masa está comprimiendo un

resorte se encuentra en reposo y este va

a ser nuestro punto inicial de pronto

soltamos esta masa que pasa por este

plano inclinado y luego va a seguir por

acá con cierta velocidad y aquí será

nuestro punto final y para crear nuestro

diag llama LoL lo primero que tenemos

que hacer es determinar qué vamos a

considerar como parte de nuestro sistema

de energía ya que si no tenemos definido

estos elementos no podremos saber qué

cosas rastrear para poder llenar estos

diagramas de acá nuevamente vamos a

hacer que nuestra masa forme parte de

nuestro sistema de energía también vamos

a hacer que el resorte forme parte del

sistema vamos a hacer que también la

tierra forme parte del sistema Cómo se

va a ver este diagrama LoL para este

escenario bueno inicialmente tendremos

nuestra masa en reposo y aún cuando la

tierra forma parte de nuestro sistema y

pudiera tener la masa cierta energía

potencial gravitacional yo estoy

suponiendo que esta parte de aquí este

nivel es mi h = a 0 es decir este es el

suelo por lo que mi término de energía

potencial gravitacional mg * H va a ser

0 ya que H es = a 0 Así que no voy a

tener energía potencial gravitacional

aquí y entonces la única energía que

tengo de entrada es la de este resorte

comprimido que está listo para explotar

y aventar esta masa por acá entonces

tengo mi energía del resorte o mi

energía elástica y vamos a decir que

aquí tengo cinco unidades de energía de

esta energía elástica Aquí yo estoy

eligiendo cantidades aleatoriamente

pero en un problema en donde les den

cantidades pues van a graficar las

cantidades exactas y recordemos que la

energía elástica o del resorte se define

como

1/2 por K * x cu en donde x es la

distancia en la que estamos comprimiendo

el resorte y K es la constante del

resorte pero para mantener simple Este

ejemplo vamos a decir que comenzamos con

cinco unidades de n energía elástica y

cuáles Serán las energías al final bueno

Sabemos que esta masa se va a liberar va

a ser empujada por el resorte va a pasar

por esta rampa y va a llegar aquí a mi

punto final así que la masa va a estar

en movimiento por lo que voy a tener

energía cinética si quisiéramos saber

exactamente Cuál es la cantidad de

energía cinética pues tendríamos que

resolver para los valores específicos de

este problema y conocer la altura pero

para darnos una idea de lo que dice la

conservación de la energía digamos que

al final vamos a tener tres unidades de

energía cinética otra energía que vamos

a tener aquí al final es la energía

potencial gravitacional ya que esta masa

va a terminar a cierta altura por encima

de H = 0 Así que como tengo mi masa

elevada a cierta altura Pues voy a tener

energía potencial gravitacional Y si yo

digo que inicié con cinco unidades de

energía elástica y estoy terminando con

tres unidades de energía cinética pues

para mantener la conservación de la

energía más me vale terminar con dos

unidades de energía potencial

gravitacional Así que si comienzo con

cinco unidades de energía debo terminar

en total con cinco unidades de energía

ya que esto me va a decir que la energía

se está conservando cómoo Cómo podemos

saber si se va a conservar la energía

dentro de mi sistema Pues voy a revisar

si es que hay alguna otra fuerza o

trabajo externo que me esté afectando lo

que tengo aquí si no hay ningún elemento

de energía externo que esté afectando mi

sistema esta energía se va a conservar

si aquí tengo cinco unidades Aquí

también deberé tener cinco unidades y si

suponemos que esta superficie de aquí no

tiene fricción y no hay resistencia al

aire y tampoco tenemos ninguna pérdida

de energía por fuerzas que se estén

disipando no tendremos trabajo externo

ya que todos los elementos forman parte

de nuestro sistema y aunque aquí el

resorte le proporcionó trabajo a la masa

es un trabajo interno pero como no tengo

ningún trabajo externo la energía se va

a conservar y esto podemos escribirlo

como una ecuación podemos decir que la

energía inicial que es la energía del

resorte

1/2 * K * x cu más el trabajo externo

que esté afectando mi sistema Pero como

aquí no tengo ningún trabajo externo

Esto va a ser cer0 eso tiene que ser

igual a mi energía final y aquí tengo

como parte de mi energía final mi

energía cinética que es 1/2 * m * b cu +

la energía potencial gravitacional que

es m * g * h y Y si aquí nos dieran

cantidades la

sustituiría ecuación y despejar

cualquier variable que nos interese

conocer pero ustedes se pueden preguntar

qué pasaría si sí hubiera fricción entre

la rampa y la masa si aquí hubiera

fricción Entonces qué haríamos Bueno hay

dos formas en las que podemos resolver

esto podemos considerar que estas dos

superficies forman parte de nuestro

sistema o podemos considerar que estas

superficies no forman parte del sistema

si estas superficies no formaran parte

de nuestro sistema esto significaría que

están quitando energía de mi sistema hay

un trabajo externo negativo en lugar de

que mi trabajo externo le esté

proporcionando energía a mi sistema se

la está quitando la fricción me va a

estar quitando energía y la va a

transformar en energía térmica y es por

eso que tenemos este lugar aquí para la

energía térmica pero como esas

superficies no son parte de nuestro

sistema no la incluiríamos acá

simplemente sería parte de nuestro

trabajo externo aquí tendríamos una

cantidad negativa de trabajo no sé a lo

mejor es menos un unidades de energía de

trabajo externo esto quiere decir que si

comenzamos con cinco unidades de energía

y tuvimos trabajo externo que nos quitó

una unidad de energía aquí Solamente

vamos a terminar con cuatro unidades de

energía pero mi energía potencial

gravitacional tiene que ser la misma

estoy terminando a esta altura esto no

va a cambiar lo que significa que mi

energía cinética va a hacerse más

pequeña lo que tiene sentido Ya que la

fricción va a hacer que mi masa vaya más

lenta Así que aquí termino con cuatro

unidades de energía a pesar de que

comencé con cinco ya que tuvimos una

unidad negativa de energía porque

tuvimos un trabajo externo

que fue realizado por la fricción en

estas superficies pero dijimos que esta

era solo una forma de conceptualizarlo

ahora en lugar de pensar que estas

superficies no forman parte de nuestro

sistema de energía ahora podemos

considerar que son parte de nuestro

sistema de manera que este trabajo

externo ya no existe ya no tengo trabajo

externo y ahora este trabajo va a ser

interno esta ficies siguen quitando

energía Pero como ahora son parte de mi

sistema este trabajo va a ser un trabajo

interno Y ahora cómo representamos esto

si ya no tengo mi menos una unidad de

energía aquí Bueno conceptualmente

quitamos este -1 sumando un uno en ambos

lados de la igualdad Y eso significa que

ganamos cierta energía térmica que estoy

escribiendo como Delta e térmica ya que

tendremos cierta ganancia de energía

térmica en nuestro sistema y esto lo voy

a representar no como un trabajo externo

sino como una unidad de energía térmica

que fue generada Durante este proceso en

resumen los diagramas

LoL son una gran herramienta para

visualizar de lo que hablamos cuando nos

referimos a la conservación de la

energía y como definimos lo que es

nuestro sistema de energía Ahora sí

podemos conceptualizar Cuando decimos

que la energía total inicial que tenemos

en nuestro sistema más cualquier trabajo

externo realizado en nuestro sistema

tiene que ser igual a la energía total

final en el sistema