⚡
Unidad 5: Energía.
Propietario A Annette Sargniotti Miglierina
Etiquetas
Energía potencial
La energía potencial es una forma de energía almacenada que un objeto
posee debido a su posición, configuración o estado.
La cantidad de energía potencial en el sistema se determina mediante la
configuración del mismo. Mover a los integrantes del sistema a diferentes
posiciones o girarlos cambia su configuración y, por ende, su energía
potencial.
1. Energía potencial gravitatoria:
Es la energía que un objeto tiene debido a su posición en un campo
gravitacional, como el de la Tierra. Depende de la altura a la que se encuentra el
objeto respecto a un punto de referencia y su masa.
Se considera un sistema compuesto por un objeto y la Tierra. Si levantas ese
libro a cierta altura h, estás haciendo trabajo sobre él porque estás aplicando una
fuerza para vencer la gravedad.
El trabajo que realizas para mover el objeto contra la gravedad una altura h se
calcula como:
W = F ⋅ Δr = (mg) ⋅ (yf − yi )
En consecuencia, la cantidad mgy se puede identificar como la energía potencial
gravitacional Ug del sistema de un objeto de masa m y la Tierra:
Ug = m ⋅ g ⋅ h
Unidad 5: Energía. 1
, 2. Energía potencial elástica:
Ley de Hooke
La ley de Hooke establece que la deformación de un material elástico es
directamente proporcional a la fuerza aplicada, siempre que no se
supere el límite elástico.
La fuerza que se le aplica al material se expresa como
F = kx
La fuerza que el material ejerce (dirección opuesta al desplazamiento) se
expresa como:
F = −kx
La constante elástica k depende de las propiedades del material y su
geometría, y mide la rigidez del objeto: cuanto mayor es k, mayor es la
resistencia a la deformación.
Se considera un sistema compuesto por un bloque y un resorte. Un resorte ejerce
una fuerza restauradora sobre el bloque, es decir, una fuerza que tiende a
devolver el sistema a su posición de equilibrio cuando el resorte es estirado o
comprimido. Esta fuerza está dada por la ley de Hooke, que nos dice que la fuerza
sobre resorte es proporcional al desplazamiento respecto a su posición de
equilibrio.
Fs = kx
El trabajo realizado por una fuerza aplicada F sobre el sistema bloque-resorte se
calcula como
1 2 1 2
W = ∫ Fs dx = k ∫ x dx = kx − kx
2 f 2 i
El trabajo efectuado sobre el sistema es igual a la diferencia entre los valores
inicial y final de una expresión relacionada con la configuración del sistema. La
función energía potencial elástica asociada con el sistema bloque-resorte se
define como
Unidad 5: Energía. 2
Unidad 5: Energía.
Propietario A Annette Sargniotti Miglierina
Etiquetas
Energía potencial
La energía potencial es una forma de energía almacenada que un objeto
posee debido a su posición, configuración o estado.
La cantidad de energía potencial en el sistema se determina mediante la
configuración del mismo. Mover a los integrantes del sistema a diferentes
posiciones o girarlos cambia su configuración y, por ende, su energía
potencial.
1. Energía potencial gravitatoria:
Es la energía que un objeto tiene debido a su posición en un campo
gravitacional, como el de la Tierra. Depende de la altura a la que se encuentra el
objeto respecto a un punto de referencia y su masa.
Se considera un sistema compuesto por un objeto y la Tierra. Si levantas ese
libro a cierta altura h, estás haciendo trabajo sobre él porque estás aplicando una
fuerza para vencer la gravedad.
El trabajo que realizas para mover el objeto contra la gravedad una altura h se
calcula como:
W = F ⋅ Δr = (mg) ⋅ (yf − yi )
En consecuencia, la cantidad mgy se puede identificar como la energía potencial
gravitacional Ug del sistema de un objeto de masa m y la Tierra:
Ug = m ⋅ g ⋅ h
Unidad 5: Energía. 1
, 2. Energía potencial elástica:
Ley de Hooke
La ley de Hooke establece que la deformación de un material elástico es
directamente proporcional a la fuerza aplicada, siempre que no se
supere el límite elástico.
La fuerza que se le aplica al material se expresa como
F = kx
La fuerza que el material ejerce (dirección opuesta al desplazamiento) se
expresa como:
F = −kx
La constante elástica k depende de las propiedades del material y su
geometría, y mide la rigidez del objeto: cuanto mayor es k, mayor es la
resistencia a la deformación.
Se considera un sistema compuesto por un bloque y un resorte. Un resorte ejerce
una fuerza restauradora sobre el bloque, es decir, una fuerza que tiende a
devolver el sistema a su posición de equilibrio cuando el resorte es estirado o
comprimido. Esta fuerza está dada por la ley de Hooke, que nos dice que la fuerza
sobre resorte es proporcional al desplazamiento respecto a su posición de
equilibrio.
Fs = kx
El trabajo realizado por una fuerza aplicada F sobre el sistema bloque-resorte se
calcula como
1 2 1 2
W = ∫ Fs dx = k ∫ x dx = kx − kx
2 f 2 i
El trabajo efectuado sobre el sistema es igual a la diferencia entre los valores
inicial y final de una expresión relacionada con la configuración del sistema. La
función energía potencial elástica asociada con el sistema bloque-resorte se
define como
Unidad 5: Energía. 2
