Energía Potencial

La energía potencial es el tipo de energía mecánica asociada a la posición o configuración de un objeto. Podemos pensar en la energía potencial como la energía almacenada en el objeto debido a su posición y que se puede transformar en energía cinética o trabajo.

Energía potencial (U) se asocia con las llamadas fuerzas conservadoras. Cuando una fuerza conservadora, como la fuerza de gravedad, actúa en un sistema u objeto; la energía cinética ganada (o perdida) por el sistema es compensada por una perdida (o ganancia) de una cantidad igual de energía potencial. Esto ocurre según los elementos del sistema u objeto cambia de posición.

Una fuerza es conservadora si el trabajo realizado por ésta en un objeto es independiente de la ruta que sigue el objeto en su desplazamiento entre dos puntos.

Se define la energía potencial como:

U = mgh

Donde m es la masa del objeto, g es la aceleración de gravedad y h es la altura del objeto.

ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA

Es la energía que poseen los cuerpos tales como resortes y elásticos, para el caso particular del resorte ideal, la energía elástica queda determinada por el trabajo que se realiza sobre el resorte, es decir:

Donde:

K= Constante elástica del resorte

X= Alargamiento (o acortamiento)

SISTEMA CONSERVATIVO

En este nivel es suficiente decir que un sistema conservativo es aquel en que el trabajo realizado sobre un cuerpo es recuperado por el mismo cuerpo como energía en potencia, como por ejemplo:

El trabajo realizado al levantar un cuerpo respecto de la superficie de la tierra, lo recupera el mismo cuerpo como energía potencial gravitatoria y que manifestará cuando las condiciones le sean favorables (soltar el cuerpo).

El trabajo realizado al alargar (o acortar) un resorte lo recupera el mismo resorte como energía en potencia y que manifestará cuando las condiciones le sean favorables (soltar el resorte).

También se dice que un sistema es conservativo cuando el trabajo total realizado en una curva cerrada es igual a cero.

Sistema no conservativo

Se dice de aquel sistema que el trabajo realizado sobre el cuerpo no es recuperado por el mismo cuerpo, como por ejemplo:

Al arrastrar un cuerpo sobre una superficie rugosa, el trabajo realizado por la fuerza de roce no lo recupera el cuerpo como energía en potencia, sino que ése trabajo es disipado en forma de calor.