Problema 1 · Física PAU Andalucía Examen B 2020

a) Defina el concepto de energía mecánica de una partícula y explique cómo varía si sobre ella actúa una fuerza: i) Conservativa. ii) No conservativa.

Solución: La energía mecánica es la suma de la energía cinética y de la energía potencial de la partícula: $E_m = E_c + E_p$. i) Si sobre la partícula solo actúan fuerzas conservativas, la energía mecánica permanece constante: $\Delta E_m = 0$. ii) Si actúan fuerzas no conservativas, el trabajo realizado por estas fuerzas es igual a la variación de la energía mecánica: $W_{nc} = \Delta E_m$. Si $W_{nc} < 0$ (como en el caso del rozamiento), la energía mecánica disminuye.

b) i) Represente en un esquema todas las fuerzas que actúan sobre el bloque durante la bajada.

Solución: Esquema de un plano inclinado a $30^\circ$ con un bloque bajando. Deben representarse tres fuerzas aplicadas sobre el bloque: 1. El peso ($\vec{P} = m\vec{g}$), vertical hacia abajo. Sus componentes, opcionales, son $P_x = P\sin 30^\circ$, paralela al plano y hacia abajo, y $P_y = P\cos 30^\circ$, perpendicular al plano y hacia el interior. 2. La fuerza normal ($\vec{N}$), perpendicular a la superficie del plano y dirigida hacia afuera. 3. La fuerza de rozamiento ($\vec{F}_r$), paralela a la superficie del plano y dirigida hacia arriba, opuesta al movimiento de bajada.