Energía

La energía es una propiedad que poseen todos los cuerpos a través de la cual pueden transformar y modificar su estado inicial, incluso los cuerpos en reposo poseen energía en potencia.

Por ejemplo, una lámpara puede estar bien colocada en un techo en una posición inmóvil, sin embargo, existe la posibilidad potencial de que se caiga por cualquier motivo y se lleve a cabo un trabajo físico, es decir, se produzca la energía potencial. Y, si la energía potencial se puede transformar en energía cinética, que se traduce en variación de la energía en un cuerpo en movimiento.

Por otra parte, la energía es una propiedad que poseen todos los cuerpos por el cual se pueden transformar, así como modificar a otros cuerpos, es decir, recibir o aportar energía. A través de la energía se llevan a cabo los procesos físicos, químicos y biológicos.

ENERGIA POTENCIAL 

Es la energía que posee un cuerpo (una masa) cuando se encuentra en posición inmóvil.

Por ejemplo, una lámpara colgada en el techo del comedor puede, si cae, romper la mesa. Mientras cuelga, tiene latente una capacidad de producir trabajo. Tiene energía en potencia, y por eso se le llama energía potencial .

De modo general, esto significa que un cuerpo de masa m colocado a una altura h , tiene una energía potencial calculable con la fórmula

La fórmula debe leerse como: energía potencial (Ep) es igual al producto de la masa (m) por la constante de gravedad (g = 10 m/s2) y por la altura (h).

La unidad de medida de la energía es la misma del trabajo, el Joule .

Referido a la energía, un Joule es la cantidad de energía necesaria para levantar un kilogramo masa a una altura de 10 cm de la superficie de la Tierra.

Otra unidad de energía son las calorías . Un Joule equivale a 0,24 calorías .

Si queremos pasar de Joules a calorías tan sólo multiplicaremos la cantidad por 0,24 y en el caso contrario la dividiremos por 0,24 obteniendo Joules.

EJEMPLO

Un libro de 2 Kg reposa sobre una mesa de 80 cm, medidos desde el piso. Calcule la energía potencial que posee el libro en relación

a) con el piso

b) con el asiento de una silla, situado a 40 cm del suelo 

Desarrollo: 

Primero, anotemos los datos que poseemos:

m = 2 Kg (masa del libro)

h = 80 cm = 0,8 m (altura a la cual se halla el libro y desde donde “puede caer”)

g = 10 m/s ² (constante de gravedad) ( en realidad es 9,8)

Respecto a la silla:

h = 40 cm = 0,4 m (la diferencia entre la altura de la mesa y aquella de la silla)

Conocemos la fórmula para calcular le energía potencial (Ep):

Entonces, resolvemos:

Caso a)

Respuesta: Respecto al piso (suelo), el libro tiene una energía potencial (Ep) de 16 Joules.

Caso b)

Una cuerda y una polea siren para levantar una caja a una posición superior sobre el muelle de carga, lo que resulta en un aumento de la energía potencial

La energía potencial de la caja elevada puede convertirse en energía cinética y usarse con otros fines.

Un bloque de madera se ata a un resorte sujeto a un soporte fijo en el extremo opuesto. Al estirar el resorte aumenta la energía potencial elástica del sistema.

La energía potencial se convierte en energía cinetica y luego de regreso a energía potencial a medida que el péndulo oscila hacia adelante y hacia atrás.

De las tres fuerzas que actúan sobre la pelota, solo la de la resistencia del aire realiza trabajo en el sistema para cambiar su energía total.  La tension no lo realiza, y el que hace la gravedad ya se ha incluido en la energía potencial.

El trabajo realizado al jalar el trineo arriba produce un aumento en la energía potencial del trineo y del pasajero, Esta energía inicial se convierte luego en energía cinética cuando se realizan colina abajo.