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La animación muestra un bloque verde de 1 kg sobre otro rojo de 4.46 kg (posición en metros y tiempo en segundos). Reinicio.
Todas las superficies se suponen sin rozamiento excepto aquellos parches grises en los extremos de la barra roja. Teniendo en cuenta el movimiento autopropulsado del bloque verde, ¿se conservan la energía y el momento en la animación? Si no, ¿por qué?
Bien, el momento se conserva puesto que no hay fuerzas externas. El momento del sistema era cero antes de que el bloque iniciara su movimiento, es cero cuando el objeto se mueve y, de nuevo, es cero cuando el objeto se para. Desde el punto de vista del centro de masas,
Vcm = 0 m/s y por tanto Pcm = 0
kg m/s.
Podemos ver esto considerando lo que le ocurre al centro de masas durante la Animación 2. El centro de masas del sistema es:
Xcm = (m1x1 + m2x2)/(m1 + m2)
representado por el punto negro. Observe que el centro de masas no se mueve en relación a tierra, pero sí se mueve respecto a los extremos del bloque rojo, que a su vez se mueve hacia la derecha respecto a tierra. De hecho podemos observar el centro de masas de cada objeto reemplazando cada bloque por un punto representativo de su centro de masas. Así se hace en la
Animación 3.
¿Y qué hay en relación a la energía? Bien, como ocurre siempre, depende de cómo se defina el sistema. Centrándonos justo en el centro de masas, como en todo momento es
Vcm = 0 m/s, la energía se conserva. Pero si observamos individualmente a los bloques, la energía (mecánica) no se conserva. La energía almacenada en los elementos individuales del sistema (presumiblemente la energía potencial del bloque verde) se convierte en energía cinética de ambos bloques y es posteriormente disipada por rozamiento. Como la fuerza que un bloque hace sobre el otro es igual a la que el segundo hace sobre el primero (Tercera Ley de Newton) cuando consideramos el sistema completo no se ejerce fuerza neta sobre el centro de masas del sistema.