Energia Potencial

ENERGIA POTENCIAL

Tipos de energía potencial.

Gravitatoria: es aquella energía que poseen los cuerpos que se encuentran en altura.

Elástica: la que posee un muelle estirado o comprimido.

Química: la que posee un combustible, capaz de liberar calor. Los alimentos

Eléctrica: la que posee un condensador cargado, capaz de encender una lámpara.

En algunas ocasiones un cuerpo puede tener ambas energías como por ejemplo la piedra que cae desde un edificio: tiene energía potencial porque tiene peso y está a una altura y al pasar los segundos la irá perdiendo (disminuye la altura) y posee energía cinética porque al caer lleva velocidad, que cada vez irá aumentando gracias a la aceleración de la gravedad.

Las energías cinética y potencial se transforman entre sí, su suma se denomina energía mecánica y en determinadas condiciones permanece constante.

Concepto y/o definición de energía potencial gravitacional.

Energía potencial gravitatoria es aquella energía que poseen los cuerpos que se encuentran en altura. Esta energía depende de la masa del cuerpo y de la atracción que la Tierra ejerce sobre él (gravedad).

Cuando se ubica a cierta altura un cuerpo se dice que este posee energía potencial porque al dejar caer el cuerpo puede realizar un trabajo como demoler una construcción, comprimir o aplastar a otros objetos, ocasiona perforaciones, provocar movimientos, etc.

Expresión matemática de trabajo potencial

Ep= mgh

m = masa g = gravedad de la tierra h = altura

Unidades de energía potencial gravitacional en el S. I. La unidad con que se mide la energía potencial en el Sistema internacional es el Joule.

Joule= N.m

N= newton N= Kg. m/s2

m= metro.

PREGUNTAS PARA REFLEXIONAR

1. ¿Cómo se define la energía potencial?

2. ¿De qué factores depende la energía potencial gravitacional?

3. ¿Es posible que la energía potencial gravitacional sea negativa? Explique.

4. ¿Tiene dirección la energía potencial? Explique.

5. Una pelota se encuentra en el primer piso de una casa. Una persona que vive en él dice que la pelota tiene una energía potencial cero, otra persona del segundo piso dice que tiene –20 J de energía potencial, una persona que vive en la planta baja dice que tiene +20 J de energía potencial. ¿Cuál de todos ellos está en lo cierto? Explique su respuesta.

6. Son las unidades de la energía potencial gravitacional en el sistema internacional. a. Watts b. Kilowatts c. Joules d. Kilojoules e. lb. pies

7. ¿Cómo es la relación entre la energía potencial gravitacional y la masa?

a. Inversamente proporcional b. Inversa al cuadrado c. Directamente proporcional d. Directa al cuadrado e. Inversa al cubo

8. Si la altura aumenta al doble de su valor y la masa no cambia. ¿Cómo cambia la energía potencial? a. Aumenta al doble b. Disminuye a la mitad c. No cambia d. Aumenta al cuádruple e. Disminuye a la mitad

9. ¿Qué energía potencial tiene un niño de 30 Kg. cuando está sobre una escalera a 6 m de altura? 2. A qué altura se debe encontrar una silla de 5 Kg. Para que tenga una energía potencial gravitacional de 90 J. 3. Una avioneta de 600 kg vuela a una altura de 1500 m sobre el suelo a una velocidad de 350 km/h. ¿Cuál es mayor, su energía cinética o su energía potencial? ¿Cuántas veces?

EJEMPLOS:

1.- Un cuerpo de 4 kg se encuentra a una altura de 5 metros. ¿Cuál es su energía potencial?

Datos Fórmula Sustitución

m = 4 kg Ep = mgh Ep = 4 kg x 9.8 m/seg2 x 5 m

h = 5 metros Ep = 196 Joules

Ep =?

2.- Calcular la altura a la que debe estar una persona, cuya masa es de 60 kg, para que su energía potencial gravitacional sea de 5000 Joules.

Datos Fórmula Sustitución

h= h = Ep/mg h= 5000 N.m/ 60 kg x 9.8 m/s2

m = 60 kg 60 kg x 9.8 m/seg2.

Ep 5000 J = 5000 N.m h = 8.5 metros.

g = 9.8 m/seg2.

3.- Calcular la masa de una piedra que tiene una energía potencial gravitacional de 49 Joules si se eleva a una

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