Energia Potencial Gravitacional

Se conoce como energía potencial a la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo de acuerdo a la configuración que tenga en el sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí. En otras palabras, la energía potencial es la energía que es capaz de generar un trabajo como consecuencia de la posición del cuerpo.

El concepto supone que, cuando un cuerpo se moviliza con relación a un cierto nivel de referencia, está en condiciones de acumular energía. Por ejemplo: cuando un cuerpo es levantado a una determinada altura, adquiere energía potencial gravitacional. Al dejar caer dicho cuerpo, la energía potencial se convierte en energía cinética.
La energía potencial es, en definitiva, una magnitud escalar que está asociada a un campo de fuerzas. La diferencia entre los valores de campo de un punto A respecto a un punto B es igual al trabajo que realiza la fuerza para realizar un recorrido entre A y B.

Ejercicios Resueltos

Calcula energia potencial de una piedra de 2.5 kg si se eleva a una altura de 2 metros.

Datos Formula

EPG= mgh EPG= ?

m=2.5 kg

h=2 m

g= 9.8 m/s²

^{Sustitucion y resultado}

^{EPG= (2.5 KG) (9.8 m/s) (2 m)}

^{EPG= 49 J}

^{¿A que altura se debe encontrar una silla de 5 kg para que tenga una energia potencial gravitacional de 90 joules?}

Datos Formulas

EPG= mgh

h= EPG/mg

h= ?

m= 5 kg

EPG= 90 j

Sustitucion y resultado

h= 90 j / 5 kg ( 9.8 m/s)=1.84 metros

Un objeto de 4 kg se encuentra a una altura de 5 metros.

Calcular:

a) ¿ Cual es la energia potencial gravitacional?

Datos Formulas

EPG=mgh

m=4 kg

h=5 metros

EPG=?

Sustitucion y resultado

EPG=( 4 kg) ( 9.8 m/s) (5 m) = 196 joules

Una pelota de 0.4 kg se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad cuya magnitud es de 30 m/s.

Calcular:

a) El valor inicial de la energia potencial gravitacional

b) La energia potencial gravitacional a 15 m de altura.

Datos Formulas

EPG= mgh

EPG15m= mgh

m=0.4 kg

vo= 30 m/s

g=- 9.8 m/s

EPG=?

Sustitucion y resultado

EPG=( .04 kg) ( 9.8 m/s) (0)=0

EPG15m= (.4 kg) ( 9.8 m/s) ( 15 m)= 58.8 J

Se calcula la energía potencial de un cuerpo cuya masa es de 400 gramos y se encuentra a una altura de 8 metros.

Primero es conveniente convertir los gramos en kilos. m = 0,4 Kilogramos. Para obtener la energía en joule.

Energía Potencial = m.g.h (masa por gravedad por altura).
Energía Potencial = 0,4 kgs . 9,8 m/seg2. 8m
Energía Potencial = 31,36 j.

Ejercicios Propuestos

Un libro de 1.5 kg se eleva a un altura de 1.3 metros ¿ cual es la energia potencial gravitacional?

Calcula la altura a la que debe estar una persona cuya masa es de 60 kg, para que su energia potencial gravitacional sea de 5000 J.

Una viga de 980 N se eleva a una altura de 20 metros.

¿ Cual es su energia potencial gravitacional a los 20 m de altura?

Un objeto de .2 kg se lanza verticalmente hacia arriba con una velocidad cuya magnitud es de 25 m/s.

¿Cual es su energia potencial gravitacional al inicio de su ascenso?

¿Cual es la energia potencial gravitacional cuando ha subido 10 m?

Un carburador de 250g se mantiene a 200mm sobre un banco de trabajo que esta a 1 m del piso. Calculese la energía potencial de: a) la parte superior del banco b) y al piso

a) Ep= mgh = (0.25kg)(9.8m/s2)(0.2m) = 0.49 J
b) Ep= mgh = (0.25kg)(9.8m/s2)(1.2m) = 2.94 J

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