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Energía potencial gravitacional: lección para niños

Publicado el 4 noviembre, 2020

¡Todo lo que sube tiene que bajar!

¿Por qué podría dar un poco de miedo subir a la cima de una montaña, o saltar desde un avión con un paracaídas, o incluso saltar desde un trampolín alto? ¡Gravedad! ¡La gravedad siempre nos derriba! Los científicos consideran la gravedad como una fuerza de atracción, lo que significa un tirón entre objetos. Cuanto más grande o masivo es un objeto, más atracción tiene. La fuerza de la Tierra sobre nosotros es lo suficientemente fuerte como para dar miedo.


Paracaidismo
Paracaidismo

Hace mucho tiempo, un científico llamado Galileo demostró que, sin importar la masa, todos los objetos caen a la misma velocidad. Dejó caer dos objetos diferentes desde una torre alta y se observó que aterrizaban al mismo tiempo. Los astronautas también lo demostraron cuando aterrizaron en la luna. Dejaron caer un martillo y una pluma juntos, y los objetos aterrizaron al mismo tiempo. Entonces, ¿cuál es el efecto de la caída de cosas?


Galileo
Galileo y gravedad

Explicando la energía potencial gravitacional

Si tuviera que trepar por un tobogán, llevaría más tiempo y esfuerzo subir que deslizarse hacia abajo. Lo mismo ocurre con un paseo en montaña rusa. Se aleja muy lentamente subiendo, pero baja lo suficientemente rápido como para hacer gritar a algunas personas. Esto se debe a la energía potencial gravitacional. Se requiere energía para subir desde la superficie de la Tierra, pero luego dejar que la gravedad de la Tierra lo lleve de regreso hacia abajo.


Montaña rusa
Montaña rusa

La energía potencial gravitacional (o GPE) de un objeto depende de la altura sobre el suelo. Aunque la mayoría de las cosas caen a la Tierra a la misma velocidad, se necesita más energía para levantar una masa más grande, por lo que un objeto más grande en realidad tiene más energía. ¿Qué es más fácil llegar a la cima de una montaña, una locomotora o una motocicleta? ¡Una motocicleta consume mucho menos combustible! Eso significa que aunque un tren y una motocicleta estaban a la misma distancia, el tren tiene mucha más GPE. ¿Cómo tiene energía un objeto?

Si sostiene un lápiz a su altura, sabe que el lápiz caerá al suelo cuando lo suelte. Ese lápiz tiene la capacidad de estar en movimiento debido a la gravedad. Eso se llama energía potencial. La energía potencial es la energía que se almacena. En el caso del lápiz, agregaste la energía potencial levantándolo del suelo. Cuando sueltas el lápiz, toda esa energía que agregaste y almacenaste ahora se pone en funcionamiento al estar en movimiento (¡gracias a la gravedad!). La energía en movimiento se llama energía cinética.

¿Se puede medir y utilizar la energía de GPE?

Los científicos calculan la GPE utilizando la altura sobre el suelo y la masa de un objeto. La unidad estándar de energía se llama julio . Suena como ‘joya’ como en joyería, pero es un término para una medida de energía. Por ejemplo, una bola de boliche de cuatro libras y media sobre una mesa de un metro de altura tendría unos 20 julios de GPE. ¿Sabes por qué la gente construye represas en los ríos? Es utilizar la energía que cae del agua para generar electricidad. El GPE del agua genera electricidad por lo que la energía se transforma en algo útil. ¿Puedes pensar en otras aplicaciones útiles?

Resumen de la lección

La energía potencial gravitacional , o GPE, es la energía que se almacena debido a la posición o altura de un objeto sobre la superficie de la Tierra. La gravedad es la fuerza de atracción que une los objetos y hace que las cosas caigan a la Tierra. Cuanto mayor es la masa, más energía se requiere para levantar un objeto del suelo y aumenta su energía potencial o energía almacenada.

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