Geometrìa

Fórmula de energía potencial

Formula de energia potencial
La GPE depende de dos factores clave: la posición del objeto en relación con un campo gravitatorio y la masa del objeto. El centro de masa del cuerpo que crea el campo gravitatorio (en la Tierra, el centro del planeta) es el punto de menor energía en el campo (aunque en la práctica el cuerpo real detendrá la caída antes de este punto, como hace la superficie de la Tierra), y cuanto más lejos de este punto esté un objeto, más energía almacenada tendrá debido a su posición. La cantidad de energía almacenada también aumenta si el objeto es más masivo.

Fórmula de energía potencial

Se puede entender la definición básica de energía potencial gravitatoria si se piensa en un libro que descansa en lo alto de una estantería. El libro tiene el potencial de caer al suelo debido a su posición elevada con respecto al suelo, pero uno que empieza en el suelo no puede caer, porque ya está en la superficie: El libro de la estantería tiene GPE, pero el del suelo no.

La intuición también te dirá que un libro con el doble de grosor hará el doble de ruido al chocar contra el suelo; esto se debe a que la masa del objeto es directamente proporcional a la cantidad de energía potencial gravitatoria que tiene un objeto.

Fórmula GPE

La fórmula de la energía potencial gravitatoria (EPG) es realmente sencilla, y relaciona la masa m, la aceleración debida a la gravedad en la Tierra g) y la altura sobre la superficie terrestre h con la energía almacenada debida a la gravedad:

Leer  Perímetro de un hexágono

GPE=mgh

Como es habitual en física, hay muchos símbolos diferentes para la energía potencial gravitatoria, como Ug, PEgrav y otros. GPE es una medida de energía, por lo que el resultado de este cálculo será un valor en julios (J).

La aceleración debida a la gravedad de la Tierra tiene un valor (aproximadamente) constante en cualquier lugar de la superficie y apunta directamente al centro de masa del planeta: g = 9,81 m/s2. Dado este valor constante, lo único que se necesita para calcular la GPE es la masa del objeto y la altura del objeto sobre la superficie.

Ejemplos de cálculo de GPE

¿Qué hay que hacer para calcular la energía potencial gravitatoria de un objeto? En esencia, basta con definir la altura del objeto a partir de un punto de referencia sencillo (el suelo suele funcionar bien) y multiplicarlo por su masa m y la constante gravitatoria terrestre g para hallar la GPE.

Por ejemplo, imaginemos una masa de 10 kg suspendida a una altura de 5 metros sobre el suelo mediante un sistema de poleas. ¿Cuánta energía potencial gravitatoria tiene?

Vídeos de Formula de energia potencial

https://www.youtube.com/watch?v=OKK6TrULH4g

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