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2019 · Extraordinaria · Titular
1A-a
Examen
a) Conteste razonadamente: i) ¿Puede asociarse una energía potencial a una fuerza de rozamiento? ii) ¿Qué tiene más sentido físico, la energía potencial en un punto o la variación de energía potencial entre dos puntos?
Energía potencialFuerza de rozamientoFuerzas conservativas
a) i) ¿Puede asociarse una energía potencial a una fuerza de rozamiento?

No, no puede asociarse una energía potencial a una fuerza de rozamiento. La energía potencial se define únicamente para fuerzas conservativas. Una fuerza es conservativa si el trabajo realizado por ella al mover una partícula entre dos puntos es independiente de la trayectoria seguida, o, equivalentemente, si el trabajo total realizado por la fuerza en un ciclo cerrado es nulo. La fuerza de rozamiento es una fuerza no conservativa porque el trabajo que realiza depende de la trayectoria y siempre disipa energía mecánica en forma de calor, independientemente de la dirección del movimiento. Por lo tanto, no es posible definir una función de energía potencial para la fuerza de rozamiento.

a) ii) ¿Qué tiene más sentido físico, la energía potencial en un punto o la variación de energía potencial entre dos puntos?

La variación de energía potencial entre dos puntos es lo que tiene más sentido físico. La energía potencial en un punto concreto solo puede definirse arbitrariamente con respecto a un punto de referencia donde se establece que la energía potencial es cero (por ejemplo, el suelo para la energía potencial gravitatoria, o el infinito para la energía potencial electrostática). Esta elección del punto de referencia es arbitraria y no afecta a ningún resultado físico observable. Sin embargo, la diferencia de energía potencial entre dos puntos es independiente de la elección del punto de referencia y representa el trabajo que debe realizar una fuerza conservativa para mover una partícula entre esos dos puntos. Los efectos físicos observables, como el trabajo realizado o el cambio en la energía cinética, dependen de las variaciones de energía, no de su valor absoluto. Por esta razón, las variaciones de energía potencial son las que poseen un significado físico real y medible.