Química

¿Qué es la energía potencial? – Definición y ejemplos

Por Rodrigo Ricardo

Definición de energía potencial

¿Por qué una banda de goma estirada apuntando a su cara, una piedra sobre su cabeza y un cable eléctrico con corriente en su calle lo pondrían nervioso? Todos los objetos están en posiciones que potencialmente pueden lastimarlo. En otras palabras, tienen energía lista para ser liberada y cuando lo esté, estos objetos funcionarán.

Ahora, imagina una banda elástica en la palma de tu mano, una piedra en el suelo y un cable sin energía. Estos mismos objetos ya no representan una amenaza. ¿Por qué? Porque están en diferentes posiciones y ya no tienen esa energía que tiene potencial para liberarse.

En ciencia, la energía se describe a menudo como la capacidad de realizar un trabajo. Entonces, la energía potencial es energía que puede funcionar en algún momento en el futuro. El primer escenario describía elementos que tenían energía potencial. Mientras esta energía potencial está esperando para hacer este trabajo futuro, debe almacenarse de alguna manera. Debido a esto, la energía potencial también se conoce como energía almacenada.

Almacenamiento de energía

La siguiente pregunta que me viene a la mente podría ser: “¿Dónde se almacena la energía?” Pero considerando que la energía es algo elusivo e invisible, la pregunta más apropiada puede ser: “¿Cómo se almacena la energía?” La respuesta general se expresa en términos de posición. La forma en que un objeto se coloca o se dispone en relación con otras cosas puede resultar en el almacenamiento de energía potencial. Echemos un vistazo a otro ejemplo: esta enorme roca:

Roca con energía potencial

Si esas rocas más pequeñas no estuvieran allí, ¿qué le haría la gravedad a la roca? Por supuesto, la roca se derrumbaría con tanta fuerza que definitivamente no querrías estar debajo. Simplemente moviéndose una distancia corta, la roca realiza una gran cantidad de trabajo una vez que se libera su energía potencial.

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Si esta roca estuviera en una colina y comenzara a moverse, la gravedad la empujaría hasta el fondo siempre que nada bloqueara su camino. Claramente, una roca de ese tamaño bajando una colina liberaría una tonelada de energía y haría mucho trabajo. Imagina todas las cosas que podría aplastar. Esta energía se creó porque estaba ubicada en la cima de la colina. Una vez que la roca está en la parte inferior de la colina sobre un terreno plano, ya no tiene energía potencial. La roca ya no tiene la opción de caerse; no se eleva contra la gravedad.

Tipos de energía potencial

Entonces, ¿cuáles son los diferentes tipos de energía potencial? Cualquier objeto ubicado en una posición sobre el suelo, donde tiene la posibilidad de descender a la superficie, tiene energía potencial. En particular, esto se llama energía potencial gravitacional porque la gravedad es la razón por la que los objetos elevados tienen energía potencial. Cuanto más alto está un objeto del suelo, mayor es la fuerza de gravedad hacia abajo y más energía potencial tiene. Es por eso que las personas no tienen problemas para saltar desde el último escalón, pero prefieren no saltar por todo un tramo de escaleras. Tan lejos del suelo, simplemente tenemos demasiada energía potencial.

En realidad, hay varios otros tipos de energía potencial. Cada tipo implica el posicionamiento de objetos de alguna manera que sean capaces de almacenar energía. ¿Recuerdas la goma elástica estirada? Esto se denomina energía potencial elástica o energía potencial almacenada en un objeto que se estira.

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Los objetos cargados eléctrica y magnéticamente pueden generar energía potencial basada en su interacción conocida con otros objetos cargados. Por ejemplo, si dos átomos tienen cargas negativas, existe una energía potencial entre ellos simplemente porque ambos tienen la misma carga. Esto se debe a que, como era de esperar, liberarán esta energía en un movimiento repelente cuando se acerquen. Recuerde, cualquier movimiento que haga un objeto es un uso de energía. En este caso, la energía potencial de la interacción de carga se usa cuando los dos objetos se repelen con el movimiento.

Del mismo modo, imagine dos objetos con carga positiva. Ambos tienen energía potencial en relación con el otro. Hay una liberación de esta energía potencial a medida que se acercan con un movimiento que no habría ocurrido si no estuvieran cargados de manera opuesta. En la misma línea, si un objeto está cargado y el otro no, no hay energía potencial, porque cuando se juntan, no se produce ningún movimiento adicional.

Energía potencial debido a la interacción de carga

Resumen de la lección

La energía potencial está presente cuando la posición de un objeto da como resultado el almacenamiento de energía que se puede utilizar en algún momento en el futuro. Las posiciones que resultan en un potencial almacenamiento de energía incluyen objetos ubicados en alturas sobre el nivel del suelo, posiciones estiradas de objetos elásticos y configuraciones de objetos cargados que generan una respuesta esperada cuando interactúan. Estos se conocen como energía potencial gravitacional , energía potencial elástica y energía potencial eléctrica . Toda la energía potencial se conoce comúnmente como “energía almacenada”, ya que está presente pero no se utiliza en este momento.

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Términos de vocabulario con definiciones

energía potencial
  • Energía : en ciencia, la capacidad de trabajar.
  • Energía potencial : energía en reserva para el futuro
  • Energía potencial gravitacional : cualquier objeto elevado tiene potencial energético debido a la gravedad.
  • Energía potencial elástica : energía potencial almacenada en un objeto que se estira

Los resultados del aprendizaje

Al absorber estos datos sobre la energía potencial, debería ser más fácil para usted:

  • Demostrar comprensión de la definición de energía potencial.
  • Discutir el almacenamiento de energía potencial.
  • Enumere los tipos de energía potencial

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