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Conservacio de l energia solucionari

Cómo resolver los problemas de conservación de la energía

Para impulsar a la sociedad china hacia la conservación de la energía, mejorar la eficiencia de su utilización y aliviar la presión de la energía y el medio ambiente, la Comisión Nacional de Desarrollo y Reforma de China (CNDR) formuló el “Plan de Conservación de la Energía a Medio y Largo Plazo de China”. Desde la reforma china, este es el primer plan de conservación de energía a medio y largo plazo formulado y publicado por el Gobierno de China. El plan analiza las características del consumo de energía en China, incluyendo el estado de utilización de la energía y los problemas existentes en el trabajo de conservación de la energía, y luego produce una directiva con principios y objetivos para la conservación de la energía, áreas clave para la conservación de la energía, y proyectos clave y medidas de implementación.

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En esta sección, elaboramos y extendemos el resultado que derivamos en Energía potencial de un sistema, donde reescribimos el teorema trabajo-energía en términos del cambio en las energías cinética y potencial de una partícula. Esto nos llevará a una discusión del importante principio de la conservación de la energía mecánica. A medida que continúe examinando otros temas de la física, en capítulos posteriores de este libro, verá cómo esta ley de conservación se generaliza para abarcar otros tipos de energía y transferencias de energía. La última sección de este capítulo ofrece un adelanto.

Los términos “cantidad conservada” y “ley de conservación” tienen significados específicos y científicos en física, que son diferentes de los significados cotidianos asociados al uso de estas palabras. (Lo mismo ocurre con los usos científicos y cotidianos de la palabra “trabajo”). En el uso cotidiano, se puede conservar el agua no usándola, o usando menos cantidad, o reutilizándola. El agua está compuesta por moléculas formadas por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Si se juntan estos átomos para formar una molécula, se crea agua; si se disocian los átomos de dicha molécula, se destruye el agua. Sin embargo, en el uso científico, una cantidad conservada para un sistema permanece constante, cambia en una cantidad definida que se transfiere a otros sistemas, y/o se convierte en otras formas de esa cantidad. Una cantidad conservada, en el sentido científico, puede transformarse, pero no crearse ni destruirse estrictamente. Por tanto, no existe una ley física de conservación del agua.

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Problemas de conservación de la energía respuestas a la hoja de trabajo

ResumenUna característica común de los sistemas de leyes de conservación de la física del continuo es que están dotados de leyes complementarias naturales que, en estos casos, suelen estar relacionadas con la segunda ley de la termodinámica. Esta observación se generaliza fácilmente a cualquier sistema simetrizable de leyes de conservación; están dotados de leyes de conservación acompañantes no triviales, que son satisfechas inmediatamente por las soluciones clásicas. No es de extrañar que las soluciones débiles no satisfagan las leyes complementarias, que a menudo se relajan de la igualdad a la desigualdad y asumen el papel de condiciones físicas de admisibilidad para las soluciones débiles. Queremos responder a la pregunta: ¿cuál es la regularidad crítica de las soluciones débiles de un sistema general de leyes de conservación para satisfacer una ley compañera asociada como una igualdad? Un ejemplo arquetípico de tal resultado se derivó para el sistema incompresible de Euler en el contexto de la conjetura de Onsager a principios de los años noventa. Este resultado general puede servir como un criterio simple para numerosos sistemas de física matemática para prescribir la regularidad de las soluciones necesarias para que se satisfaga una ley compañera apropiada.

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Ejemplos de problemas de conservación de la energía

Explicación: La energía cinética es mayor cuando el muelle se mueve más rápido. Por el contrario, la energía potencial es mayor cuando el muelle está más comprimido y momentáneamente inmóvil. Cuando la fuerza resultante de la compresión hace que el muelle se extienda, la energía potencial disminuye al aumentar la velocidad.

Dos niños están jugando con trineos en una colina cubierta de nieve. Sam pesa 50 kg y su trineo pesa 10 kg. Sally pesa 40 kg y su trineo pesa 12 kg. Cuando llegan, suben a la colina utilizando botas. A mitad de los 50 metros de la colina, Sally resbala y rueda hasta el fondo. Sam sigue subiendo y finalmente Sally se une a él en la cima.

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Al pie de una colina vecina, un vecino observa cómo Sally y Sam bajan la colina. Sally viaja a 15 m/s y Sam a 10 m/s. Desde el momento en que el vecino comienza a observar hasta que ambos se detienen, ¿quién ha disipado más calor en forma de fricción? (Supongamos que todo el rozamiento se pierde en forma de calor).

Explicación: En este ejemplo, Sally tiene más energía cinética que Sam. A partir del momento en que el vecino comienza a mirar podemos calcular la energía cinética. Una vez detenido, toda la energía cinética se habrá disipado.

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