Muchas formas diferentes de energía pueden llamarse energía potencial. Cada una de estas formas de energía está conectada con una fuerza que actúa de acuerdo a las características de la materia (masa, elasticidad, temperatura y carga eléctrica). La energía potencial se puede describir como 3 características que tiene un objeto específico. La forma de un objeto, la posición de un objeto y su disposición para transformarse en energía cinética. La energía cinética es la energía que posee un objeto específico mientras se mueve. La energía potencial y cinética son partes de la energía mecánica .
La energía potencial es la energía que ha sido almacenada por un objeto. Es la energía que posee un objeto que no está en movimiento. La energía potencial es la energía que une la estructura de dos o más objetos. Hay una gran fuerza entre los objetos, por ejemplo, dos imanes cuando se mantienen separados tienen más energía potencial que cuando están juntos.
Cuando el sistema cambia y solo un objeto está en movimiento, es cuando la energía potencial se convierte en energía cinética. La fórmula de la energía potencial depende del tipo de energía potencial. Por ejemplo, la fórmula para la energía potencial gravitacional es PE= mgh, m es una masa en kilogramos, g es la aceleración de la gravedad (9,8 m/s2) y h representa la altura en metros.
Tipos de Energía Potencial
La energía potencial se puede dividir en 4 tipos de energía almacenada. Puede ser gravitacional, nuclear, química o mecánica (elástica).
Energía potencial gravitacional
La energía potencial gravitacional es una energía potencial influenciada por la gravedad. La energía gravitacional puede aumentar cuando la masa se aleja del epicentro de la Tierra o de cualquier objeto que sea lo suficientemente grande como para producir una gravedad significativa (grandes planetas y estrellas, nuestro sol, etc.).
Por ejemplo, al levantar una bola de demolición del suelo, su energía potencial aumenta. Levantar una bola de demolición es trabajo, y el trabajo es una interacción entre la bola de demolición y la persona que la levanta. Cuanto más alta es la bola de demolición, más difícil es levantarla, pero la bola de demolición tiene más energía potencial gravitatoria almacenada. Cuando se suelta la bola de demolición, la energía potencial se transforma en energía cinética, moviéndose cada vez más rápido en dirección a la Tierra.
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Energía potencial nuclear
En el mundo moderno, todas las plantas de energía nuclear son alimentadas por fisión. Los átomos de uranio o plutonio se descomponen y liberan mucha energía. Los átomos de hidrógeno, si se exponen al sol, experimentan fusión nuclear, uniéndose para formar helio y liberando sucesivamente grandes cantidades de energía en forma de radiación electromagnética y energía térmica.
La energía nuclear es el potencial almacenado en el núcleo de un átomo. La mayoría de los átomos están estables en la Tierra; los átomos mantienen sus características como elementos particulares, como el helio, el hidrógeno, el carbono y el hierro, como se conoce en la Tabla Periódica de los Elementos. Cada elemento se puede reconocer, y es diferente por el número de protones en el núcleo. Las reacciones nucleares alternan la identidad esencial de los elementos dividiendo el núcleo de un átomo o fusionando más de un núcleo. Estos cambios se han denominado fisión y fusión.
Energía potencial química
La energía química se deposita en los enlaces entre los átomos en los compuestos. Cuando las conexiones se rompen, o cuando se formaron a través de la reacción química, es cuando se transforma la energía depositada. Al igual que las letras del alfabeto que se pueden reordenar para crear nuevas palabras con significados completamente diversos, durante las reacciones químicas, los átomos se mueven en busca de nuevos socios con personalidades completamente diferentes.
Mientras nuestros cuerpos queman azúcar (una combinación hecha de los elementos hidrógeno, oxígeno y carbono), los elementos se conocen como agua y dióxido de carbono. En estas reacciones, se absorbe y libera energía, pero el resultado completo es obtener energía del azúcar, y los cuerpos usan esa energía para realizar algunas acciones.
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Las reacciones químicas que producen energía clara son exotérmicas. Se pueden observar reacciones químicas exotérmicas durante la quema de la madera. Se libera energía térmica y electromagnética. No todas las reacciones químicas liberan energía. Por ejemplo, la reacción endotérmica necesita la energía para comenzar y durar, por lo que es necesario agregar calor o luz para liberar la energía.
Energía elástica
La energía elástica es la energía mecánica potencial almacenada en la configuración de un material o sistema físico a medida que se realiza trabajo para distorsionar su volumen o forma, como estirar una banda elástica o un resorte en espiral. A escala atómica, la energía acumulada es una presión temporal ejercida sobre las conexiones entre los átomos, y eso significa que no hay una modificación permanente del material. Estas conexiones absorben energía a medida que se presionan y liberan esa energía a medida que se relajan.
Datos interesantes sobre la energía potencial
Hecho 1: la energía potencial se expresa en la ciencia como una U.
Hecho 2: El término «energía potencial» fue utilizado por primera vez por William Rankine, un ingeniero y físico escocés, en el siglo XIX.
Hecho 3: Pero, el concepto de energía potencial data de la Antigua Grecia, fue utilizado por un filósofo griego, Aristóteles.
Hecho 4: El péndulo de un reloj, cuando está en la parte superior de la oscilación, tiene energía potencial gravitacional.
Hecho 5: la energía potencial gravitacional y la altura están directamente conectadas. Cuando uno se duplica, el otro también se duplicará.
Dato 6: La energía potencial elástica es la que se guarda en objetos que se pueden comprimir o estirar.
Hecho 7: El cuerpo tiene más energía potencial elástica cuanto más se puede estirar.
Hecho 8: pelota de tenis, trampolines, cuerdas elásticas, todos tienen energía potencial elástica.
Hecho 9: La energía que se ha ahorrado con los combustibles fósiles se llama energía potencial química.
Dato 10: La pelota en la mano de alguien tiene más energía potencial que una pelota en el suelo.
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Hecho 11: la fuerza conservativa puede almacenar energía como energía potencial.
Hecho 12: Para tener energía potencial, el objeto debe ser cambiado por cualquier tipo de fuerza.
Hecho 13: Los dos tipos principales de energía potencial son la energía potencial gravitacional y la energía potencial elástica.
Hecho 14: El nombre de energía potencial se debe a que existe un potencial para usar la energía almacenada.
Hecho 15: La energía potencial se transforma en alguna otra energía cuando una fuerza actúa sobre el objeto.
Hecho 16: Cuando los objetos aumentan su velocidad, la energía potencial disminuye.
Hecho 17: Usando un arco y una flecha, la energía potencial del arquero se transfiere a través de su mano al arco. Es el más alto cuando se tira de un arco hacia atrás.
Hecho 18: La energía de los combustibles fósiles se ha denominado energía potencial química.
Dato 19: Un automóvil en la cima de una colina tiene la mayor cantidad de energía potencial. Si está quieto, entonces el automóvil no tiene energía cinética.
Dato 20: La aceleración de la gravedad es 9,81 m/s2
Hecho 21: La batería es un buen ejemplo de energía potencial. Tiene forma química de energía potencial.
Hecho 22: La mano de Quaterback antes de que la pelota haya sido lanzada es una energía potencial.
Hecho 23: Las ruedas de los patines tienen energía potencial mientras no se mueven.
La energía potencial que posee un cuerpo depende de su masa y altura desde el suelo. Cuanto mayor es la altura o la masa, mayor es la energía potencial. Joule (J) es la unidad estándar para medir la energía potencial. Al utilizar la energía potencial se convierte en energía cinética. Se puede decir que la energía potencial es energía cinética en proceso. La energía potencial es muy importante porque ayuda a realizar un seguimiento de la energía que se almacena en un objeto, y que se puede convertir en energía cinética. Una energía potencial determina la forma de existencia de las materias a nivel atómico.