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Qué es y en qué consiste la energía potencial

La conocida como energía potencial es un concepto central de cualquier discusión basada en la física. Y, en definitiva, se convierte en una de las variables más influyentes en las distintas fórmulas que son capaces de descubrir nuestro universo conocido. ¿Qué es y en qué consiste la energía potencial?. Te lo explicamos a lo largo de esta nota.

Energía potencial

La energía potencial es la energía latente que se encuentra en un determinado objeto en estado de reposo. Es considerada como una de las dos formas de energía que existen. La otra forma, la conocida como energía cinética, es la energía expresada por un objeto en movimiento.

Podríamos decir, por tanto, que la energía potencial es efectivamente lo que parece. Así, la energía potencial real de un determinado objeto depende de la posición que tenga respecto a otros objetos.

Pongamos un ejemplo. Una gran rosca de arenisca, situado sobre una montaña, descansa sobre una pendiente empinada. La roca posee energía potencial en relación con la pendiente, dado que puede parecer que está lista para caer al vacío en cualquier momento, deslizándose cientos de metros valle abajo.

Es lo mismo que ocurre, por ejemplo, con un ladrillo. Éste tiene una mayor energía potencial cuando lo encontramos situado en lo alto de un edificio de dos pisos, en lugar de cuando descansa en el suelo. Esto se debe a que la posición relativa del ladrillo con respecto a la Tierra le brinda y le ofrece una mayor cantidad de energía.

Sin embargo, dos ladrillos, uno al lado del otro, no le ofrece más energía, porque no existe una fuerza que actúe sobre ellos.

¿Cómo podríamos calcular la energía potencial?

Cualquier tipo de energía se refiere a la capacidad de un objeto -o sistema- para poder llevar a cabo un determinado trabajo. Es la capacidad, y la fuerza, para poder actuar física o mentalmente, o bien para producir trabajo en forma de movimiento o calor, por citar solo algunos sencillos ejemplos.

De hecho, la energía suele tener muchas formas, incluyendo la térmica, química, mecánica y muchas otras. El trabajo, sin embargo, se refiere a la transferencia de energía de un objeto a otro, y posee una estrecha relación con la energía cinética.

También nos encontramos con un tercer contacto importante: el poder. Consiste en la velocidad a la que esa energía se transfiere entre dos o más objetos. Son tres conceptos que se encuentran estrechamente relacionados, y para poder comprender cada concepto es necesario el contexto de los demás.

Frotarse las manos genera calor

Tanto la energía como el trabajo se miden utilizando julios. Fueron llamados así por James Prescott Joule, el físico responsable de crear las fórmulas que dan sentido a la conocida como “transferencia de la energía”. Mientras que la energía y el trabajo se miden utilizando las mismas unidades, puesto que se convierten en dos caras de la misma moneda: el trabajo, por tanto, es solo energía en movimiento.

Por otro lado, la potencia se mide en vatios. Fue llamada así por el inventor de origen escocés James Watt. Y la potencia consiste en una medida de la generación de calor. De esta forma, cada vez que se transfiere energía, se genera calor. Y cuanto más rápido se transfiere, mayor será la cantidad de calor que se crea.

Una forma sencilla de visualizar -y sentir- esta interacción es a través de nuestras propias manos. Por ejemplo, cuando tenemos frío, tendemos a frotarnos las manos con el fin de sentir calor. Ahora piensa en tus manos vibrando juntas, tan rápido como puedas moverlas. Efectivamente, se utiliza mucha más energía, lo que significa también realizar más trabajo y necesitar más potencia, lo que acabará causando más calor.

La energía potencial de cualquier objeto, por tanto, es una medida que ofrece una idea de su potencial para trabajar, crear calor, y finalmente, generar energía. Por ello, el cálculo de la energía potencial de un determinado objeto consiste en la suma de su masa, distancia de la Tierra, carga eléctrica, distancia de otros objetos y fuerzas elásticas internas.

Simplificada, esta fórmula puede ser escrita de la siguiente manera:

  • Energía potencial = mgh, donde m es la masa, medida en kilogramos; g es la aceleración debida a la gravedad (9.8 m / s ^ 2 en la superficie de la Tierra); y h es la altura, medida en metros.
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