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Energía mecánica, Fuerzas conservativas
Teoría
2026 · Ordinaria · Suplente
A-a2
Examen
a2) Si sobre un sistema actúan fuerzas no conservativas, razone la veracidad de las siguientes afirmaciones: i) la energía mecánica del sistema nunca puede aumentar; ii) la energía cinética siempre permanece constante.
Fuerzas no conservativasEnergía mecánicaEnergía cinética
a2) Si sobre un sistema actúan fuerzas no conservativas, razone la veracidad de las siguientes afirmaciones: i) la energía mecánica del sistema nunca puede aumentar; ii) la energía cinética siempre permanece constante.

La relación fundamental para las fuerzas no conservativas es que el trabajo realizado por estas fuerzas (WncW_{nc}) es igual a la variación de la energía mecánica (ΔEm\Delta E_m) del sistema.

Wnc=ΔEm=Em,f−Em,iW_{nc} = \Delta E_m = E_{m,f} - E_{m,i}

Donde Em=Ec+EpE_m = E_c + E_p es la energía mecánica, suma de la energía cinética (EcE_c) y la energía potencial (EpE_p). i) La energía mecánica del sistema nunca puede aumentar.Esta afirmación es FALSA. La energía mecánica de un sistema puede aumentar, disminuir o permanecer constante en presencia de fuerzas no conservativas, dependiendo del signo del trabajo realizado por dichas fuerzas.Si las fuerzas no conservativas realizan un trabajo positivo (Wnc>0W_{nc} > 0), la energía mecánica del sistema aumenta (ΔEm>0\Delta E_m > 0). Un ejemplo sería una fuerza aplicada externa que empuja un objeto cuesta arriba, aumentando su energía potencial y/o cinética.Si las fuerzas no conservativas realizan un trabajo negativo (Wnc<0W_{nc} < 0), como la fricción o la resistencia del aire, la energía mecánica del sistema disminuye (ΔEm<0\Delta E_m < 0). La energía se disipa en forma de calor o sonido.ii) La energía cinética siempre permanece constante.Esta afirmación es FALSA. La variación de la energía cinética (ΔEc\Delta E_c) de un sistema está relacionada con el trabajo total (WtotalW_{total}) realizado sobre él por todas las fuerzas (conservativas y no conservativas), según el teorema de las fuerzas vivas (Teorema Trabajo-Energía Cinética):

Wtotal=ΔEcW_{total} = \Delta E_c

Para que la energía cinética permanezca constante (ΔEc=0\Delta E_c = 0), el trabajo total realizado sobre el sistema debe ser cero (Wtotal=0W_{total} = 0). Sin embargo, la presencia de fuerzas no conservativas no implica necesariamente que el trabajo total sea cero. De hecho, si una fuerza no conservativa (como una fuerza aplicada) acelera el sistema, su energía cinética aumentará. Si una fuerza no conservativa (como la fricción) frena el sistema, su energía cinética disminuirá.Por lo tanto, la energía cinética puede cambiar (aumentar o disminuir) incluso si actúan fuerzas no conservativas.