Fórmula de energía potencial

En física, la definición más simple de energía es la capacidad de realizar un trabajo. Varias formas de energía se estudian en la física. La energía potencial se clasifica en numerosas categorías, cada una de las cuales está relacionada con un determinado tipo de fuerza. Es la energía generada como resultado de la ubicación de un objeto en relación con otros elementos.

La energía que posee un elemento como resultado de su ubicación. Además, se le conoce como energía potencial ya que tiene el potencial, es decir, la capacidad de convertirse en otros tipos de energía. En particular, también podría aplicarse a varios tipos de energía almacenada, como la energía de los enlaces químicos, la carga eléctrica neta o la tensión interna.

Tipos de Energía Potencial

Energía potencial gravitacional: La energía potencial gravitacional de un objeto es la energía que posee cuando se eleva a una altura específica en contra de la gravedad. La siguiente imagen muestra un objeto O que se ha sostenido a una altura h del suelo.

Fórmula para la energía potencial gravitacional

W = mgh

dónde,

• m denota la masa del objeto.
• g denota la aceleración de la gravedad.
• h denota la altura a la que el objeto se ha levantado del suelo.

Energía potencial elástica: la energía contenida en elementos comprimibles o estirables, como bandas elásticas, trampolines y cuerdas elásticas, se denomina energía potencial elástica. Cuanto mayor sea la capacidad de un objeto para estirarse, mayor será su energía potencial elástica. Un artículo que acumula EPE a menudo tiene un límite elástico alto; sin embargo, todas las cosas elásticas tienen un límite de carga. Cuando un objeto se deforma más allá de su límite elástico, no se puede revivir su forma original.

Fórmula para la energía potencial elástica

dónde,

• k denota la fuerza constante del resorte
• x denota la longitud del resorte estirado

Problemas de muestra

Problema 1. Encuentra el GPE de un objeto de 2 kg de masa elevado 6 m sobre el suelo.

Solución:

Dado: m = 2 kg, h = 6 m

Dado que, W = mgh

⇒ W = 2 kg x 9,8 m/s ² x 6 m

= 117,6 J

Problema 2. Encuentra el GPE de un objeto de 4 kg de masa elevado 2 m sobre el suelo.

Solución:

Dado: m = 4 kg, h = 2 m

Dado que, W = mgh

⇒ W = 4 kg x 9,8 m/s2 x 2 m

= 78,4J

Problema 3. Encuentra el GPE de un objeto de 10 kg de masa elevado 20 m sobre el suelo.

Solución:

Dado: m = 10 kg, h = 20 m

Dado que, W = mgh

⇒ W = 10 kg x 9,8 m/s2 x 20 m

= 1960J

Problema 4. Encuentra el GPE de un objeto de 8 kg de masa elevado 9 m sobre el suelo.

Solución:

Dado: m = 8 kg, h = 9 m

Dado que, W = mgh

⇒ W = 8 kg x 9,8 m/s2 x 9 m

= 705,6 J

Problema 5. Encuentra el GPE de un objeto de 1 kg de masa elevado 20 m sobre el suelo.

Solución:

Dado: m = 1 kg, h = 20 m

Dado que, W = mgh

⇒ W = 1 kg x 9,8 m/s2 x 20 m

= 196J