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Calculadora de energía potencial

Índice general

Cómo calcular la energía potencialLa fórmula de la energía potencialPreguntas frecuentes

Esta calculadora de energía potencial te permite calcular la energía almacenada en un objeto elevado a cierta altura. El nombre completo de esta energía es energía potencial gravitatoria, porque se refiere a la energía que almacena un objeto como consecuencia de su posición vertical o altura.

¿Prefieres ver en lugar de leer? Echa un vistazo a nuestra videolección sobre la energía potencial gravitatoria aquí:

Sigue leyendo para descubrir:

  • cómo calcular la energía potencial; y
  • cuál es la fórmula de la energía potencial gravitatoria

Cómo calcular la energía potencial

La forma más sencilla de calcular la energía potencial gravitatoria es utilizar nuestra calculadora de energía potencial. Esta herramienta calcula la energía potencial a partir de tres valores. Estos son:

  1. la masa del objeto;
  2. la aceleración gravitatoria, que en la Tierra es alrededor de 9.81 m/s29.81\ \mathrm{m/s^2} o 1 g1\ \mathrm g (la calculadora de la aceleración debida a la gravedad 🇺🇸 explica por qué tiene ese valor); y
  3. la altura del objeto.

La calculadora te dará el resultado en julios, que puedes convertir a otras unidades utilizando, por ejemplo, el convertidor de unidades de energía 🇺🇸. Como ocurre con todas nuestras calculadoras, esta calculadora de energía potencial no tiene por qué utilizarse exclusivamente para calcular la energía potencial. Basta con introducir tres de las cuatro variables para hallar la cuarta con facilidad.

Si quieres calcular la energía de un objeto que está en movimiento, te recomendamos encarecidamente nuestra calculadora de energía cinética.

La fórmula de la energía potencial

Veamos cómo funciona la calculadora de energía potencial. Para ayudarte a visualizarlo, nuestro ejemplo será la enorme bola de demolición de una grúa. La energía potencial gravitatoria de esta bola depende de dos factores: la masa de la bola y la altura a la que se eleva. La relación entre la energía potencial gravitatoria, la masa y altura de un objeto se describe mediante la siguiente ecuación:

EP grav.=m×h×g\mathrm{EP \ grav.} = m \times h \times g

Donde:

  • EP grav.\mathrm{EP\ grav.} - energía potencial gravitatoria del objeto;
  • mm - masa del objeto en cuestión;
  • hh - altura del objeto; y
  • gg - intensidad del campo gravitatorio que actúa sobre el objeto (1 g o 9.81 m/s2 en la Tierra).

La fórmula es relativamente sencilla. Un objeto que no se eleva sobre el suelo tendrá una altura cero y, por tanto, una energía potencial cero. Cuando duplicas la masa o la altura de un objeto, su energía potencial también se duplicará.

Analizar la energía potencial es útil en determinados problemas de física. Ya lo hemos hecho en las siguientes calculadoras:

  1. La calculadora de planos inclinados 🇺🇸 - un objeto que se desliza por la rampa pierde su energía potencial que se convierte en energía cinética y calor debido al rozamiento.
  2. La calculadora de caída libre - de forma similar, un objeto cae bajo la fuerza gravitatoria, ganando velocidad y, por tanto, energía cinética.
Preguntas frecuentes

¿Qué es la energía potencial?

La energía potencial mide cuánta energía hay almacenada en un sistema. Existen múltiples tipos de energía potencial: gravitatoria, elástica, química, etc. La energía potencial puede convertirse en otros tipos de energía, "liberando" así la que estaba acumulada. En el caso de la energía potencial gravitatoria, un objeto elevado y en reposo tiene un potencial específico, porque cuando finalmente caiga, ganará velocidad debido a la conversión de la energía potencial a energía cinética.

¿Cómo calculo la energía potencial gravitatoria?

Para calcular la energía potencial gravitatoria, sigue estos simples pasos:

  1. Halla el valor de la aceleración gravitatoria en el punto de referencia. En la superficie de la Tierra, puedes utilizar g = 9.81 m/s².
  2. Multiplica la masa del objeto (m) y la altura sobre el nivel de referencia (h) por la aceleración g para hallar la energía potencial:
    E = m · g · h.
  3. El resultado será en julios si has utilizado unidades del SI.

¿Cuál es la energía potencial de una manzana en un árbol?

Para una manzana de masa m = 0.1 kg que cuelga a una altura h = 2.5 m, la energía potencial gravitatoria es E = 2.4525 J, o aproximadamente media caloría. Para hallar este resultado, multiplica m por h y por g, con g = 9.81 m/s²:

E = 0.1 kg · 2.5 m · 9.81 m/s² = 2.4525 J.

¿La energía potencial es lo mismo que la energía cinética?

No exactamente. Tanto la energía cinética como la potencial son formas de energía, pero no son lo mismo.

  • La energía potencial es una cantidad estática que describe la energía almacenada por un objeto a una altura determinada.
  • La energía cinética está asociada al movimiento y describe la energía de un objeto en función de su velocidad.

La energía cinética puede transformarse en energía potencial y viceversa mediante el movimiento vertical.

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