¿Qué es la energía potencial? Fórmulas y ejemplos

El universo y sus planetas giran en torno a fuerzas naturales, anteriormente desconocidas. Se rigen por leyes universales, que a lo largo de los años han sido descifradas por el hombre. A continuación, explicaremos a fondo qué es la  energía potencial, fórmulas y ejemplos.

¿Qué es la energía potencial?

Es aquella energía almacenada en un sistema o cuerpo y que es liberada cuando este se mueve de un punto a otro. Se encuentra presente aun cuando el cuerpo está inmóvil, todo lo contrario de la energía cinética que solo se manifiesta cuando el objeto está en movimiento.

También se le conoce como una clase de energía mecánica que viene determinada por fuerzas tanto externas como internas, es decir si el cuerpo está ubicado dentro de un campo o el campo está dentro del objeto. Un ejemplo de esto puede ser el de un tren en movimiento, el cual libera energía potencial en su recorrido mientras que las personas en su interior son cuerpos en estado de reposo.

Por otra parte, se caracteriza por ser una energía almacenada dentro de un objeto o cuerpo, indiferentemente de cual sea su origen. Para ser medida deberá analizarse un punto de partida o configuración de referencia.

¿Cuáles son las fórmulas y cómo se calcula?

Para esto es necesario conocer las unidades en que se mide y cuáles son los factores que influyen, el resultado es la fórmula siguiente:

Un mundo diferente gracias a la energía potencial

Para entender qué es la energía potencial es importante trasladarnos hasta sus orígenes. Este descubrimiento permitió moldear el mundo que hoy conocemos. Muchos de los avances en la ingeniería se rigen por sus leyes y formulas. Se encuentra presente en todo cuerpo con movimiento. No obstante, este conocimiento supuso un largo camino y el trabajo de estos genios que interfirieron en su descubrimiento:

Aristóteles

Fue uno de los más importantes pensadores de la antigua Grecia y el primero que se atrevió a formular hipótesis sobre el tema de la energía. Determinando que todos los cuerpos suben o caen de acuerdo a su naturaleza.

Galileo

Durante el siglo XVI reformuló las ideas de Aristóteles, estableciendo que los cuerpos caen porque almacenan potencial, probablemente porque fueron levantados por alguien.

Isaac Newton

Uno de los más importantes pioneros en el campo de la energía. Estableció que la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma de acuerdo a su estado.

William John Macquorn Rankine

Gracias a él podemos entender qué es la energía potencial, fue el creador del concepto que conocemos hoy en día.

Willem´s Gravesande

Realizó numerosos estudios para analizar el impacto que provocaban bolas de distintos pesos al caer sobre arcilla blanda. Llegando a la conclusión de que aquellas bolas con mayor peso, lanzadas a mayor altura eran las que generaban más energía potencial.

Christian Huygens

Fue un famoso científico holandés que fabricó el primer péndulo, cuyo mecanismo está basado en el principio de la energía potencial.

Tipos de energía potencial

Existen diversas formas a través de las cuales se manifiesta la energía potencial. De esta manera tenemos:

Energía potencial eléctrica

Es aquella energía que almacena un objeto en virtud de su estado y que al entrar en contacto con un conductor, genera una corriente eléctrica. Puede ser electrostática o magnética.

Energía potencial química

Es el resultado de la transformación energética de átomos y moléculas mediante enlaces químicos que permiten almacenar energía. Un ejemplo de esta energía son los combustibles fósiles como el petróleo, el cual almacena grandes cantidades de energía que luego es transformado en energía cinética, electricidad o calor.

Energía potencial nuclear

Es una poderosa energía que se libera cuando están presentes elementos radioactivos como el uranio. Consiste en una energía que es producto de las partículas del núcleo atómico que se atraen y repelen entre sí.

Energía potencial gravitacional

Se trata de aquella energía presente en la atracción gravitacional que tiene el planeta Tierra. En dicha energía potencial gravitacional influye tanto la altura como la masa del objeto, lo cual hace que la atracción del objeto hacia la tierra libere mayor energía.

Energía potencial elástica

Consiste en una energía relacionada con las propiedades elásticas de la materia, la cual varía dependiendo de la composición del objeto. Esta energía potencial se produce cuando el cuerpo es sometido a fuerzas deformantes superiores a su resistencia, alcanzando su máximo nivel de elasticidad.

Un ejemplo de ello, son los resortes de un vehículo o los arcos con flechas, los cuales se tensan a su punto máximo y una vez liberada la energía, de manera abrupta regresan a su estado normal.

Ejemplos de energía potencial en la vida diaria

Para entender mejor qué es la energía potencial es necesario saber que se encuentra presente todos los ámbitos de la vida diaria. Siendo necesaria para mover casi todo a nuestro alrededor:

• Batería eléctrica: almacena la energía potencial en forma química y se emplea para abastecer vehículos y aparatos eléctricos.
• Globos: este es un práctico ejemplo de energía potencial elástica, ya que se provoca un estiramiento de las paredes del globo que se libera cuando estalla.
• Montaña rusa: a medida que el carro comienza a subir hacia la cima, comienza a adquirir energía potencial debido a las fuerzas gravitatorias de la tierra. Ya en el punto más alto del recorrido, desciende a gran velocidad apoyado por la gravedad.
• Armas: en este ejemplo, la energía potencial de la pólvora genera el movimiento de la bala. Es decir, se transforma en energía cinética producto de la explosión de la pólvora. 
• Sofá o cojines: a simple vista no parece un gran acontecimiento, pero una vez que estos se comprimen o deforman por nuestro peso adquieren energía potencial, se manifiesta cuando retiramos el peso de los cojines.

Energía que se transforma

En resumen, esta es una de las energías primarias en el universo. Es una fuerza que no desaparece, solo se transforma en otro tipo de energía que mueve gran parte del mundo. Para muestra, solo miremos a nuestro alrededor, la energía potencial es uno de los principales motores del universo.