Fricción y Fuerzas no Conservativas

La gran diferencia entre las fuerzas conservativas y no conservativas radica en la forma en que se calcula el trabajo.

Fuerzas conservativas → Independen del camino

Fuerzas no conservativas → Dependen del camino

La fuerza de fricción es un gran ejemplo de esto. Depende del camino que tomes. Si haces un camino solo de ida, pierdes menos energía que haciendo el mismo camino yendo, volviendo y yendo de nuevo.

En las fuerzas conservativas lo importante es conocer el desplazamiento, en las no conservativas es importante conocer la trayectoria.

Imagina un bloque parado en el punto más bajo de un plano inclinado que tiene fricción con el bloque. Si subes el bloque al punto \(h\) y luego lo bajas al mismo punto que estaba, el trabajo de la fuerza peso (energía potencial gravitacional) a lo largo de toda la trayectoria será nulo, ¿estás de acuerdo? Pero el trabajo de la fuerza de fricción no será nulo, ¿entendido?

¡Otra cosa importante es que si tenemos fuerzas no conservativas, la conservación de la energía mecánica NO vale! Es decir,

\[E_{i} \neq E_{f}\]

Pero, ¿cuál es la diferencia entre las energías? Si la fuerza no conservativa le quita(como la fricción) o le añade (esto puede suceder con alguna fuerza loca) energía al sistema podemos relacionar la energía inicial y final y el trabajo de la fuerza  no conservativa a través de

\[E_{i}+W_{\text {no conservativa}}=E_{f}\]

O

\[W_{\text {no conservativa}}=E_{f}-E_{i}=\Delta\]

Si tenemos, por ejemplo, fricción en el sistema, tendremos que \(W<0\) y \(\Delta E<0\), lo que significa que el sistema ha perdido energía!

¡Vamos a los ejercicios para entenderlo mejor!