Energía potencial

Energía potencial

¿Qué es la energía potencial?

La energía potencial es la energía almacenada que tiene un objeto debido a su posición o estado. Una bicicleta en la cima de una colina, un libro sobre la cabeza y un resorte estirado tienen energía potencial.

Cómo medir la energía potencial

La unidad estándar para medir la energía potencial es el joule, que se abrevia como 'J.'

¿En qué se diferencia de la energía cinética?

La energía potencial es energía almacenada, mientras que la energía cinética es la energía del movimiento. Cuando se utiliza energía potencial, se convierte en energía cinética. Puede pensar en la energía potencial como energía cinética que espera suceder.

La bola verde tiene energía potencial debido
a su altura. La bola violeta tiene cinética
energía debido a su velocidad.
Un coche en una colina

Podemos comparar la energía cinética y potencial considerando un automóvil en una colina. Cuando el automóvil está en la cima de la colina, tiene la mayor energía potencial. Si está quieto, no tiene energía cinética. Cuando el automóvil comienza a rodar cuesta abajo, pierde energía potencial, pero gana energía cinética. La energía potencial de la posición del automóvil en la cima de la colina se convierte en energía cinética.

Energía potencial gravitacional

Un tipo de energía potencial proviene de la gravedad de la Tierra. Esto se llama energía potencial gravitacional (GPE). La energía potencial gravitacional es la energía almacenada en un objeto en función de su altura y masa. Para calcular la energía potencial gravitacional usamos la siguiente ecuación:

GPE = masa * g * altura
GPE = m * g * h
Donde 'g' es la aceleración estándar de la gravedad que es igual a 9,8 m / s². La altura se determina en función de la altura que potencialmente podría caer el objeto. La altura puede ser la distancia sobre el suelo o quizás la mesa de laboratorio en la que estamos trabajando.

Problemas de ejemplo:

¿Cuál es la energía potencial de una roca de 2 kg colocada en la cima de un acantilado de 10 metros de altura?

GPE = masa * g * altura
GPE = 2 kg * 9,8 m / s²* 10 m
GPE = 196 J

Energía potencial y trabajo

La energía potencial es igual a la cantidad de trabajo realizado para colocar un objeto en su posición. Por ejemplo, si tuviera que levantar un libro del suelo y colocarlo sobre una mesa. La energía potencial del libro sobre la mesa será igual a la cantidad de trabajo que se necesitó para mover el libro del suelo a la mesa.

Otros tipos de energía potencial

• Elástico: la energía potencial elástica se almacena cuando los materiales se estiran o comprimen. Ejemplos de energía potencial elástica incluyen resortes, bandas de goma y tirachinas.
• Eléctrico: la energía potencial eléctrica es la capacidad de realizar trabajo en función de la carga eléctrica .
• Nuclear: la energía potencial de las partículas dentro de un átomo.
• Química: la energía potencial química es la energía almacenada en sustancias debido a su enlaces químicos . Un ejemplo de esto es la energía almacenada en la gasolina de un automóvil.

Datos interesantes sobre la energía potencial

• El científico escocés William Rankine acuñó por primera vez el término energía potencial en el siglo XIX.
• La ecuación para calcular la energía potencial de un resorte es PE = 1/2 * k * x², donde k es la constante del resorte yx es la cantidad de compresión.
• El concepto de energía potencial se remonta a la antigua Grecia y al filósofo Aristóteles .