Ejemplos de Energía potencial

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Autor: Redacci√≥n ejemplosde.com, a√Īo 2020

La energía potencial es la que contiene un cuerpo o una sustancia según su posición, mientras se encuentra en reposo. Complementa a la energía cinética, que depende del movimiento. La energía potencial la tienen objetos que se sitúan a determinada altura; también los muelles con resorte, en los que este recibe una compresión o una extensión.

Tipos de energía potencial

Con base en los criterios mencionados, existen dos tipos de energía potencial:

  • Energía potencial gravitatoria
  • Energía potencial elástica

Energía potencial gravitatoria

La energía potencial gravitatoria es la que lleva un cuerpo que se localiza en una posición, y depende de tres valores, que son la masa (m), la aceleración de la gravedad (g) y la altura del cuerpo (h). La fórmula para calcularla es la siguiente:

Ep = mgh

En el cálculo de esta energía se van a utilizar los kilogramos (kg) para la masa, los metros sobre segundos cuadrados (m/s2) para la aceleración de la gravedad, y  los metros (m) para la altura. El resultado, que quedará en kilogramos-metros cuadrados sobre segundos cuadrados, es equivalente a los Newton-metros (N-m) o Joules (J).

Cajas con energía potencial gravitatoria

Energía potencial elástica

La energía potencial elástica es la que contiene un resorte, ya sea que se encuentre comprimido o estirado. Depende de una constante elástica (k) y del cuadrado de la distancia (x)2 que se encuentre deformado, con respecto a su longitud original. La fórmula para calcularla es la llamada Ley de Hooke, y es la siguiente:

Ep = ½ kx2

En el cálculo de esta energía se van a utilizar las unidades de la constante elástica (kg/s2) y los metros (m) para la distancia. Aplicados a la fórmula quedan los kilogramos-metros cuadrados sobre segundos cuadrados, y esto equivale a los Newton-metros (N-m) o Joules (J), que son las unidades de la energía en el sistema internacional (SI).

La energía potencial elástica se aprecia en los resortes

Ejemplos de energía potencial

1.- ¿Cuál es la energía potencial de una caja de 70kg que está situada en una bodega, sobre una estantería que la sostiene a 4 m de altura?

Ep = ¿?

m = 70 Kg

g = 9.81 m/s2

h = 4 m

Ep = mgh

Ep = (70 Kg)*(9.81 m/s2)*(4 m)

Ep = 2746.8 Kgm2/s2

Ep = 2746.8 J

2.- ¿Cuál es la energía potencial de un garrafón con agua de 20 Kg que se ha colocado sobre una mesita a 0.6 m de altura?

Ep = ¿?

m = 20 Kg

g = 9.81 m/s2

h = 0.6 m

Ep = mgh

Ep = (20 Kg)*(9.81 m/s2)*(0.6 m)

Ep = 117.72 Kgm2/s2

Ep = 117.72 J

3.- ¿Cuál es la energía potencial de un paquete de 0.54 Kg que se encuentra en una alacena, a 1.50 m de altura?

Ep = ¿?

m = 0.54 Kg

g = 9.81 m/s2

h = 1.50 m

Ep = mgh

Ep = (0.54 Kg)*(9.81 m/s2)*(1.50 m)

Ep = 7.9461 Kgm2/s2

Ep = 7.9461 J

4.- ¿Cuál es la energía potencial de un resorte que se ha comprimido 0.30 metros y cuya constante elástica es de 15 Kg/s2?

Ep = ¿?

x = 0.30 m

k = 15 kg/s2

Ep = ½ kx2

Ep = ½ (15 kg/s2)*(0.30 m)2

Ep = ½ (15 Kg/s2)*(0.09 m2)

Ep = 0.675 Kgm2/s2

Ep = 0.675 J

5.- ¿Cuál es la energía potencial de un resorte que se ha estirado 0.45 metros y cuya constante elástica es de 22 Kg/s2?

Ep = ¿?

x = 0.45 m

k = 22 kg/s2

Ep = ½ kx2

Ep = ½ (22 kg/s2)*(0.45 m)2

Ep = ½ (22 Kg/s2)*(0.2025 m2)

Ep = 2.2275 Kgm2/s2

Ep = 2.2275 J

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Citado APA: (A. 2020,01. Ejemplos de Energía potencial. Revista ejemplosde.com. Obtenido 01, 2020, de https://www.ejemplosde.com/37-fisica/2139-ejemplos_de_energia_potencial.html)

Autor: Redacci√≥n ejemplosde.com, a√Īo 2020

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