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Leyes de conservación

Publicado por Laura

Cuando hacemos referencia a las leyes de conservación, estamos hablando de las leyes que establecen que las propiedades físicas o las magnitudes de un determinado sistema tienen un valor constante, es decir, no pueden cambiar.

A continuación vamos a ver las leyes de conservación más importantes de la mecánica, donde las magnitudes conservativas son la energía, el momento lineal y el momento angular. Además en el electromagnetismo también se conserva la carga eléctrica

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Llamamos energía a la capacidad de producir trabajo. Sabemos que existen muchas clases (potencial,cinética…) y que además se pueden transformar. Pero estas transformaciones sólo pueden llevarse a cabo siempre y cuando cumplan el primer principio fundamental de la termodinámica: el principio de conservación de la energía .

Según este principio, la cantidad total de energía de un sistema físico se mantiene invariable con el tiempo, no obstante, esta energía puede transformase en otra energía. Es decir, de una forma coloquial y usada por todos: “la energía ni se crea ni se destruye, simplemente se transforma”. Como ya hemos dicho sí que puede transformase, un ejemplo sería la transformación que ocurre en un calefactor, donde se transforma la energía eléctrica en energía calorífica. Otro ejemplo presente en la naturaleza es el del ciclo del agua, como podemos ver en la siguiente imagen, el agua sufre numerosas transformaciones pasando de un estado a otro.

LEY DE CONSERVACIÓN DEL MOMENTO LINEAL

Llamamos cantidad de movimiento o momento lineal a la magnitud física vectorial que usamos para describir el movimiento de un objeto. Sea p la cantidad de movimiento, se calcula realizando el producto de la masa del objeto por su velocidad en un instante determinado: p=mv. La cantidad de movimiento dentro de un sistema tiene que permanecer constante debido al principio de conservación del momento lineal, es decir, la suma de los vectores de todos los cuerpos de un sistema tiene que permanecer siempre constante. Lo que supone que no pueden darse ningún tipo de interacciones dentro del sistema, ya que no se puede cambiar.

LEY DE CONSERVACIÓN DEL MOMENTO ANGULAR

Llamamos momento angular o momento cinético de un objeto de masa m, a una velocidad v, y cuyo vector de posición es r, al producto vectorial del vector posición por la cantidad de movimiento (que ya hemos definido como p=mv). El momento angular lo vamos a denotar por L, por tanto, L= r x p = r x (mv). Esta magnitud está relacionada con los movimientos rotacionales.

El momento angular es, al igual que la cantidad de movimiento, un vector. Por tanto debe cumplir que la suma de todos los vectores de los momentos angular de los cuerpos de un sistema tiene que permanecer constante, esto es debido al principio de conservación del momento angular.

LEY DE CONSERVACIÓN DE LA CARGA ELÉCTRICA

La carga eléctrica es una propiedad que existe en algunas partículas subatómicas, de tal forma que debido a ella se producen atracciones y repulsiones que dan lugar a las interacciones electromagnéticas. Además, la carga eléctrica mide la capacidad que tiene una partícula a la hora de intercambiar fotones.

La carga eléctrica también se rige por un principio, el principio de conservación de la carga, el cual establece que la carga se tiene que mantener constante conservándose la carga total, no puede haber destrucción ni creación de ninguna carga eléctrica dentro de un sistema de partículas.

En el caso de los procesos de electrización, puede ocurrir que aparezcan cargas aunque antes no las hubiera, pero esto se produce siempre de modo que la carga total se conserve (si una carga se ha creado será porque una o varias se habrán destruido).