Conceptos Fundamentales de Energía Cinética y Potencial

Energía Cinética

La energía cinética es la energía que un objeto posee debido a su movimiento. La energía cinética depende de la masa y la velocidad del objeto según la ecuación:

E = (1/2)mv²

donde m es la masa del objeto y v² la velocidad del mismo elevada al cuadrado.

El valor de E también puede derivarse de la ecuación:

E = (ma)d

donde a es la aceleración de la masa m y d es la distancia a lo largo de la cual se acelera.

Las relaciones entre la energía cinética y la energía potencial, y entre los conceptos de fuerza, distancia, aceleración y energía, pueden ilustrarse elevando un objeto y dejándolo caer. Cuando el objeto se levanta desde una superficie se le aplica una fuerza vertical. Al actuar esa fuerza a lo largo de una distancia, se transfiere energía al objeto. La energía asociada a un objeto situado a determinada altura sobre una superficie se denomina energía potencial. Si se deja caer el objeto, la energía potencial se convierte en energía cinética.

Energía Potencial

La energía potencial es la energía almacenada que posee un sistema como resultado de las posiciones relativas de sus componentes. Por ejemplo, si se mantiene una pelota a una cierta distancia del suelo, el sistema formado por la pelota y la Tierra tiene una determinada energía potencial; si se eleva más la pelota, la energía potencial del sistema aumenta. Otros ejemplos de sistemas con energía potencial son una cinta elástica estirada o dos imanes que se mantienen apretados de forma que se toquen los polos iguales.

Para proporcionar energía potencial a un sistema es necesario realizar un trabajo. Se requiere esfuerzo para levantar una pelota del suelo, estirar una cinta elástica o juntar dos imanes por sus polos iguales. De hecho, la cantidad de energía potencial que posee un sistema es igual al trabajo realizado sobre el sistema para situarlo en cierta configuración.

La energía potencial también puede transformarse en otras formas de energía. Por ejemplo, cuando se suelta una pelota situada a una cierta altura, la energía potencial se transforma en energía cinética.

Formas de Energía Potencial

La energía potencial se manifiesta de diferentes formas. Por ejemplo:

• Los objetos eléctricamente cargados tienen energía potencial como resultado de su posición en un campo eléctrico.
• Un explosivo tiene energía potencial química que se transforma en calor, luz y energía cinética al ser detonado.
• Los núcleos de los átomos tienen una energía potencial (a menudo llamada energía nuclear) que se transforma en otras formas de energía en las centrales nucleares.