Física

Energía potencial

Aprendamos sobre la energía potencial, tema muy importante e interesante.

La energía potencial (¿Qué es la energía?) es la que mide la capacidad que un sistema tiene para hacer una tarea en función únicamente de su configuración o posición. Es un sistema físico que se le conoce por su abreviatura  \scriptstyle U o \scriptstyle E_p

Si dejáramos caer un huevo desde cierta altura sobre una superficie sólida, lo más seguro es que se rompa el huevo al hacer contacto con la superficie dura. Justo antes de soltarlo, el huevo tiene el potencial de caer.  Todas las personas saben y son conscientes de que si sueltan un huevo desde lo alto, éste va a caer y también las personas tienen el presentimiento de que cuanto más alto se suelte y más pesado sea el huevo las posibilidades de que se rompa serán mayores.

La energía potencial se almacena cuando un objeto se mueve en dirección opuesta a las fuerzas que se ejecutan sobre él. Por eso, cuando se estira una goma, las moléculas de ésta se separan y actúan contra las fuerzas que las mantienen unidas y cuándo pasa esto la goma se carga de energía potencial. Hay diferentes formas de energía potencial y muchas otras en las que ésta se puede transformar pero la cantidad en total de energía permanece siempre la misma.

Aunque antes la energía potencial no se entendió bien hasta el siglo XIX, un siglo antes ya era objeto de muchos experimentos. Tales como los experimentos del holandés Willem´s Gravesande, el cual estudió el impacto que producían las bolas de distintos pesos al caer sobre un lecho de arcilla blanda y él observó que la huella cambiaba en función del peso y de la altura desde la que caían. Con esto descubrió que las bolas más pesadas y que eran tiradas desde lo más alto eran las que tenían y liberaban más energía potencial. Él también investigó la energía que se almacenaba en los muelles y construyó máquinas que le permitieron medir y demostrar las propiedades de los objetos en movimiento

1. Reloj de Huygens

Christian Huygens fue un científico holandés, él ideó el primer reloj de péndulo colocando una unión mecánica entre los engranajes internos y el péndulo. La oscilación regular de péndulo mejoró la precisión de este mecanismo. Al descender, el peso de plomo libera la energía que se necesita para poder mover las manecillas y lograr vencer la fricción del mecanismo. Luego se libera una fracción de energía potencial del peso en cada tictac.

Cuando el peso del reloj de péndulo llega al final del recorrido, éste se detiene. Por eso cuando una persona vuelve a subir el peso, la energía se almacena de nuevo en forma de energía potencial y el trabajo se reanuda.

1. La cuerda del reloj

Adentro de los relojes mecánicos hay una espiral metálica que se le conoce por muelle real. Esta pieza almacena la energía de los músculos de la persona que da cuerda al reloj. Este reloj funciona varios días gracias a la energía potencial que se acumula y al acumularse es utilizada para lograr mover las manecillas del reloj, también crea el famoso sonido del tictac y causa algo de calor. Existen otros tipos de relojes tales como los relojes de agua o los relojes de vela que liberan también energía potencial para contar el tiempo.

Antes, varios científicos creían que el Universo era una especie de reloj que se iba deteniendo progresivamente 

2. En la cabeza de un fósforo

energia potencial
By Sebastian Ritter (Rise0011) (Own work) [CC-BY-SA-2.5], via Wikimedia Commons
Los fósforos o cerillas acumulan también energía potencial en las sustancias químicas que se encuentran en su cabeza. Varios compuestos químicos o mezclas de ellos liberan energía al reaccionar entre sí. Al frotar la cabeza de una cerilla contra el raspador de la caja, las moléculas se reordenan, reaccionan y logran encenderse, y liberan energía en forma de luz a calor. 

3. La catapulta en la guerra (energía potencial elástica)

Replica de catapulta por ChrisO via Commons
Replica de catapulta por ChrisO via Commons Wikimedia

La energía de los músculos de los soldados romanos se acumula en la catapulta en forma de energía potencial. Cuando se dispara la catapulta, ésta hace uso de toda esa energía que se acumuló y lanza un proyectil al enemigo. Ésta hace uso de la energía potencial elástica.

2. Galileo Galilei

Fue un erudito Italiano, uno de los primeros físicos modernos. Él experimentó con los objetos que caían rodando por pendientes. En esa época no se conocía el concepto de energía, pero él parecía intuir la existencia de una energía potencial, algo especialmente revolucionario en un momento histórico en el que todos los científicos seguían las teorías de Aristóteles quién creía que los objetos se movían porque así lo dictaba su naturalezaGalileo Galileo logró demostrar que Aistóteles no estaba en lo cierto.

Los objetos no caen sólo porque son pesados, sino porque almacenan energía potencial, posiblemente porque alguien los había levantado

1. La colina

Para mover un objeto y vencer la fuerza de la gravedad se necesita utilizar algo de energía, ya que ella trata de compensar el movimiento tirando del objeto hacia abajo. Para subir un barril a una colina se necesita energía muscular. Al rodar por la colina abajo el barril gasta su energía potencial hasta llegar al punto mínimo que coincide con el final de la pendiente.

 

Acerca del autor

Monito Carval

Monito Carval

Monito representa a toda la familia de Nerditos.
Monito es un roble, es antiguo, es sabio. Y comparte todo su conocimiento con el mundo entero.

Agregar comentario

Escribe aquí un comentario