Concepto de
Energía potencial

¿Qué es la energía potencial?

La energía potencial es un tipo de energía mecánica, que está asociada con la relación entre un cuerpo y un campo o sistema de fuerzas externo (si el objeto está ubicado en el campo) o interno (si el campo está dentro del objeto). Se trata, por así decirlo, de energía en potencia, es decir, que puede ser transformada inmediatamente en otras formas de energía, como la cinética, por ejemplo.

La energía potencial de un sistema, sea cual sea su origen, representa la energía “almacenada” en el mismo dada su configuración o su posición, y por lo tanto para medirla deberá tomarse en cuenta un punto o configuración de referencia.

El concepto de energía potencial es útil para sistemas físicos tanto conservativos (que tienden a preservar la energía) como disipativos (que tienden a perderla), para lo cual debe sumarse a la energía cinética del sistema: esta sumatoria sirve para dar el total de energía mecánica del mismo:

Energía potencial + energía cinética = energía mecánica total

Este tipo de energía es estudiada no sólo por la mecánica clásica, sino también la mecánica relativista y la física cuántica, aplicándolo a sistemas de partículas. La energía potencial se podrá clasificar de acuerdo a las fuerzas que le dan origen en gravitatoria, elástica, química, entre otras.

energia potencial
Algunos ejemplos gráficos de la energía potencial.

Energía potencial gravitatoria

Este tipo de energía potencial se define en base a la atracción gravitacional de la Tierra, o entre masas de distinta magnitud ubicadas una en la proximidad de la otra. Estas masas pueden ser la del Sol y los planetas que lo orbitan, o bien la de un vagón de la montaña rusa cuando alcanza lo alto de la cima.

En este último ejemplo, la energía potencial que la atracción gravitatoria terrestre acumula en el vagón que alcanza la cima es la mayor posible en su recorrido planificado, y acto seguido es transformada en energía cinética al liberar el vagón en su caída por los rieles. En ese punto de máxima acumulación de la energía su velocidad será 0 y no habrá movimiento.

Energía potencial elástica

La energía potencial elástica tiene que ver con la propiedad de la elasticidad de la materia, que es la tendencia a recuperar su forma inicial de manera abrupta luego de haber sido sometida a fuerzas deformantes superiores a su resistencia. Este movimiento abrupto es el que opera en los resortes, que se comprimen y descomprimen, o da sentido a armamento de guerra antiguo como las catapultas, o los arcos que disparaban flechas.

En este último ejemplo, la energía potencial elástica alcanza su máximo nivel a medida que el arco se tensa al tirar de la fibra elástica, doblando levemente la madera, pero con velocidad = 0 todavía. Al instante siguiente la energía potencial deviene en cinética y la flecha es arrojada a toda velocidad hacia el frente.

Energía potencial química

En el caso de la energía potencial química, hacemos alusión a la manera en que se estructuran los átomos y moléculas en enlaces químicos capaces de almacenar energía, tal y como ocurre en el cuerpo de los animales con la glucosa, el compuesto del cual obtenemos la energía para alimentar nuestro metabolismo.

Esto último se da a partir de la oxidación de la molécula de glucosa, cuyos enlaces, al romperse, liberan la energía potencial química que había en ellos. Lo mismo ocurre, por ejemplo, con el combustible fósil (hidrocarburos) en el tanque de gasolina del automóvil, antes de ser sometido a la combustión en el motor que convertirá su energía química potencial en energía cinética para echar a andar el vehículo.

Energía potencial electrostática

En materia de electricidad también aplica el concepto de energía potencial, sobre todo cuando se habla de circuitos eléctricos (en los que se preserva la electricidad) o de métodos de almacenamiento de la corriente, que luego puede ser convertida en otras formas de energía, como la cinética, térmica o lumínica, dada la enorme versatilidad de la electricidad.

El potencial eléctrico de hecho se calcula a través de la energía potencial electrostática, que puede ser repulsiva (si las cargas son iguales) o atractiva (si son de distinto signo), dando origen así a energía potencial positiva o negativa, según sea el caso. 

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Enciclopedia de Conceptos (2018). "Energía potencial". Recuperado de: http://concepto.de/energia-potencial/


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Citado APA: (A. 2018,02. Concepto de Energía potencial. Equipo de Redacción de Concepto.de. Obtenido 2018,02, de http://concepto.de/energia-potencial/)

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Citado Enciclopédico: Equipo de Redacción de Concepto.de, 2018,02. Concepto de Energía potencial. Editorial Concepto.de (Enciclopedia online). Argentina.