Qué es la Energía Potencial: Fórmula, Definición y Concepto
Pudiéramos decir que la energía potencial es la fuerza que que tiene un objeto debido a su posición en relación con algún otro objeto.
Cuando te paras en la parte superior de una escalera tienes más energía potencial que cuando estás en la parte inferior, porque la tierra puede arrastrarte hacia abajo a través de la fuerza de gravedad, haciendo trabajo en el proceso.
Cuando estás sosteniendo dos imanes separados, con mucha facilidad te podrás haber dado cuenta que que ambos tienen más energía potencial que cuando están juntos. Al dejarlos ir, se moverán unos hacia otros, haciendo trabajo en el proceso.
La energía potencial se diferencia de la energía cinética en que está acumulada en estado de reposo, mientras que la cinética está en estado de movimiento. Cuando la energía en potencia es utilizada se transforma o convierte en energía cinética.
Definición y concepto de energía potencial
La energía potencial es la que se almacena en un objeto según su ubicación. Muchas veces se le considera como energía no usada pero que siempre está disponible para en cualquier momento poder utilizarse.
Los objetos que están en estado de reposo tienen energía potencial. Por ejemplo, el agua en un lago, el petróleo en un barril, el carbón, la madera y los libros en una mesa tienen energía almacenada en sí, a punto de usarse ante cualquier situación.
La energía potencial es una cantidad escalar; la cual sólo tiene magnitud pero no tiene dirección. Una banda elástica estirada en una honda tiene energía almacenada.
Cuando esta banda elástica estirada se libera, transfiere energía potencial a la piedra transformándola inmediatamente en energía cinética. Por lo tanto, la banda elástica estirada tiene la capacidad de trabajar.
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Características
La energía potencial es la energía que existe en virtud de las posiciones o configuraciones relativas de los objetos dentro de un sistema físico.
Esta forma de energía tiene el potencial de cambiar el estado de otros objetos a su alrededor, como puede ser la configuración o el movimiento.
Varias formas de energía pueden ser agrupadas como energía potencial y pueden referirse también a otras formas de energía almacenada, como la energía de carga eléctrica neta, enlaces químicos o tensiones internas.
Cada una de estas formas está asociada con un tipo particular de fuerza que actúa en conjunción con alguna propiedad física de la materia (como masa, carga, elasticidad, temperatura, etc.).
Fórmula de la energía potencial
La fórmula para la energía potencial depende de la fuerza que actúa sobre los dos objetos. Para la fuerza gravitacional la fórmula es P. E. mgh, donde m es la masa en kilogramos, g es la aceleración debida a la gravedad (9,8 m/s2 en la superficie de la tierra) y h es la altura en metros.
Esta fórmula ayuda a calcular la masa, la altura o potencia si se indica alguna de las cantidades. Esta se expresa bajo la unidad de medida julios o joules y se representa de la siguiente manera:
EP = energía potencial
M = masa del objeto
G = aceleración según la gravedad = constante
H = altura sobre la superficie del suelo
Ejemplos
- Una roca situada en el borde de un acantilado tiene energía en potencia. Si esta cae al vacío automáticamente se convierte en cinética.
- Las ramas de los árboles en lo alto de un árbol tienen energía potencial porque pueden caer al suelo ante cualquier soplo de viento.
- Una barra de dinamita tiene energía en potencia química que se liberaría cuando la activación del fusible entre en contacto con los productos químicos.
- Los alimentos que comemos tienen energía potencial porque a medida que nuestro cuerpo lo digiere, nos proporciona las energías para el metabolismo básico.
- Un resorte estirado en una máquina de pinball tiene energía elástica potencial, con la capacidad de mover la bola de acero cuando una vez esta se suelta.
- Cuando una grúa balancea una bola de demolición hasta cierta altura, adquiere más energía potencial y tiene la capacidad de chocar contra edificios.
- Un juego de baterías en un coche de control remoto posee energía en potencia que puede suministrar la electricidad para hacer funcionar el coche.
- Los enlaces químicos también pueden tener energía en potencia, ya que los electrones pueden moverse más cerca o más lejos de los átomos. En un sistema eléctrico, la energía potencial se expresa como tensión.