Energía potencial
Energía que posee un determinado cuerpo u objeto en estado de reposo.
¿Qué es la energía potencial?
La energía potencial es aquella energía que posee un determinado cuerpo u objeto en estado de reposo, es decir, es la capacidad que tiene un cuerpo para llevar a cabo una acción desde la posición en la que se encuentra.
Su nombre proviene del latín potis, término que significa poder, capacidad o posible.
Esta energía puede transformarse en energía cinética, y el resultado de la acción entre ambas genera la energía mecánica.
Tipos de energía potencial
Energía potencial gravitatoria
La energía potencial gravitatoria es aquella que depende de la fuerza de gravedad y de la masa de un objeto en particular. En este caso, además de la fuerza de gravedad, se debe tomar en cuenta la variable de altura para obtener la energía.
Así, el peso del objeto y la altura a la que se encuentre colocado proveerán la energía potencial gravitatoria generada.
Energía potencial química
La energía potencial química es aquella capaz de generarse a partir de un proceso de combustión interior que comprende el movimiento de átomos y moléculas.
Es por ello que para generar esta energía no será necesaria la velocidad ni el movimiento.
Por ejemplo, la energía para movilizar un automóvil se generará mediante una reacción química dentro del mismo automóvil, no a partir de una variable de él.
Energía potencial elástica
La energía potencial elástica es aquella que se acumula sobre un objeto que es posible deformar o cambiar sin mover. Esta energía está relacionada con el potencial elástico del cuerpo en cuestión, el cual al modificarse tiende a recuperar su forma original.
Un ejemplo clásico de esta energía son los resortes que se estiran o comprimen sin realizar ningún movimiento, ya que su velocidad es cero.
Energía potencial electrostática
La energía potencial electrostática es aquella en la que entra en juego el almacenamiento de energía eléctrica, generada por circuitos eléctricos, que puede transformarse en otros tipos de energía al liberar la descarga.
Según el tipo de carga se pueden distinguir 2 tipos de energía electrostática: atractiva y repulsiva.
Así, la energía será positiva o negativa y podrá transformarse en otros tipos de energía.
Fórmula de la energía potencial
La unidad de energía potencial es joules (J) y la forma de calcularla varía según el tipo de energía potencial. Generalmente, las energías potenciales a calcular son la gravitacional y la elástica.
Gravitacional
La fórmula para calcular la energía potencial gravitacional es la siguiente:
Fórmula para calcular la energía potencial gravitatoria.
A través de esta fórmula podemos conocer los siguientes datos:
- Ep: energía potencial.
- m: masa del cuerpo en kilogramos (kg).
- g: aceleración de la gravedad en metros/segundo-cuadrado (m/s2).
- h: altura en metros (m)
Al realizar este cálculo y utilizar dicha fórmula, es relevante estar al tanto de que la gravedad terrestre por debajo del ecuador es de 9.83 m/s2 y, por encima de él, de 9,81 m/s2.
Elástica
La fórmula para calcular la energía potencial elástica es la siguiente:
Fórmula para calcular la energía potencial elástica.
A través de esta fórmula podemos conocer los siguientes datos:
- Ep: energía potencial.
- k: constante elástica en newtons por metro (N/m)
- x: distancia hasta la posición de equilibrio, en metros (m).
Energía potencial y energía cinética
- Encuentre más información sobre la energía cinética.
La energía potencial, sumada a la energía cinética, conforma el concepto de energía mecánica, el cual se define como la energía producida por un cuerpo al generar movimiento de manera gravitacional y elástica.
La diferencia entre ambos tipos de energía radica en que la energía potencial está vinculada a la posición del objeto o cuerpo en estado de reposo, mientras que la energía cinética se ocupa del cuerpo en su fase de movimiento.
Por ejemplo, en una montaña rusa, cuando el vagón se encuentra en la posición superior posee una energía potencial alta que al caer se transforma en energía cinética. Luego, cuando el vagón alcanza la parte inferior, su energía potencial se reduce al mínimo y su energía cinética se potencia al máximo. Durante la próxima elevación, la cual es impulsada por la energía cinética, esta se reduce hasta transformarse nuevamente en energía potencial.
La montaña rusa es impulsada por energía cinética y energía potencial.
Ejemplos de energía potencial
A continuación se proponen algunos ejemplos en los que está presente la energía potencial:
- Columpio: cuando un columpio se desplaza hacia atrás y hacia adelante permanece por unos segundos detenido en la parte superior del recorrido; allí este genera energía potencial que luego se transforma en cinética durante el resto del trayecto.
- Trampolín: mientras no es utilizado, este objeto no presenta energía potencial; sin embargo, cuando se utiliza y alguien rebota en él, el trampolín genera energía potencial elástica.
- Péndulo de un reloj: si levantamos el péndulo de un reloj y lo sostenemos con la mano, este poseerá cierta energía potencial. Si soltamos el péndulo, dicha energía se liberará y se transformará en cinética, a partir de la cual se moverá de un lado al otro. Cuando el péndulo vuelva a subir, su energía cinética se transformará nuevamente en potencial.
