¡Hola querida comunidad de Hive, reciban todos un cordial saludo! Es un placer para mí estar nuevamente por acá compartiendo con ustedes una nueva temática, el día de hoy será Energía potencial.
Imagen realizada con la página web de diseño gráfico y composición de imágenes Canva
Si hacemos un poco de memoria recordaremos que la publicación pasada desarrollamos lo concerniente a Energía cinética, sabiendo que es la capacidad que tiene un cuerpo de realizar trabajo en virtud de su movimiento. Si volvemos analizar el agua contenida en un embalse o represa ubicada a cierta altura posee energía potencial, puesto que al ser atraída por la gravedad cuando se abren las compuestas, hará girar unas turbinas y será capaz de desarrollar un trabajo.
Si tomamos en cuenta otro ejemplo, como lo es el de dos cuerpos unidos entre sí por un resorte comprimido, tal como lo podemos visualizar en la imagen a continuación, poseen energía potencial, en cuanto se dejen los mismos se moverán realizando trabajo.
El agua contenida en el embalse obtuvo algo como consecuencia de haber ganado altura, los cuerpos unidos mediante el resorte también obtuvieron algo por el hecho de haber estirado el resorte. Ese algo se llama energía.
Por lo que se puede decir que los cuerpos están dotados de energía, debido a la posición que ocupan con respecto a otros cuerpos. Dicha energía se le conoce como energía potencial y se puede definir de la siguiente manera: “La energía potencial es la capacidad que posee un cuerpo para realizar un trabajo, por efecto de su posición o configuración” Brett y Suárez (2000).
Fuerzas Conservativas
Si analizamos la imagen que se presenta a continuación donde se traslada un cuerpo de masa m entre los puntos A y B, por diferentes caminos. Tratemos de calcular el trabajo realizado por el cuerpo al moverlo entre las dos posiciones. Entonces, tenemos que la única fuerza que actúa es la fuerza de gravedad m.g dirigida hacia abajo.
Cuando el cuerpo se mueve hacia arriba desde B hacia A siguiendo el primer camino, el trabajo realizado es negativo, ya que la fuerza m.g es opuesta a la dirección del movimiento, lo que podemos escribir de la siguiente manera:
Cuando el cuerpo se mueve hacia abajo desde A hacia B siguiendo el mismo camino (primer camino) el trabajo realizado es positivo porque la fuerza aplicada m.g actúa en la dirección del movimiento, pudiéndose expresar así:
Entonces, el trabajo total realizado es:
Si se varía la trayectoria entre los puntos A y B y lo hacemos por el segundo camino, también el trabajo realizado seria igual a cero. Esto nos indica que el trabajo realizado entre dos puntos es independiente de la trayectoria seguida. Estas fuerzas, como las gravitacionales, que poseen la propiedad que su trabajo en un camino cerrado es cero reciben el nombre de fuerzas conservativas, Brett y Suárez (Ob. Cit) lo definen de la siguiente manera:
Una fuerza es conservativa si el trabajo realizado entre dos puntos depende solamente de la posición de esos puntos y es independiente de la trayectoria seguida. Son fuerzas conservativas son las fuerzas gravitatorias (peso), las fuerzas eléctricas y las elásticas.
Fuerzas No Conservativas
Ahora analicemos la misma imagen pero suponiendo que en los caminos (1) y (2) poseen fricción o roce. Al ocurrir esto, el trabajo realizado para ir entre dichos puntos por trayectorias de diferentes longitudes será diferente, por lo que ahora el trabajo si depende de la trayectoria. A dicha fuerza, al igual que la fuerza de fricción donde se le verifica lo explicado se le dice que una fuerza no conservativa o disipativa, es “si el trabajo realizado por dicha fuerza sobre un cuerpo que se mueve entre dichos puntos depende de la trayectoria seguida”. Brett y Suárez (Ob. Cit). Es importante resaltar que la fuerza de roce es una fuerza no conservativa.
Conclusiones
Después de haber hecho este recuento sobre la energia potencial y las fuerzas conservativas y no conservativas podemos llegar a las presentes conclusiones:
- La energía potencial es una energía mecánica, la cual se encuentra asociada a la localización de un cuerpo que se encuentra dentro de un campo de fuerza que pueden ser gravitatorias, electrostática, entre otras).
- Como es una energía que se encuentra asociada a una fuerza estas pueden ser conservativas o no conservativas.
- Entre las fuerzas conservativas se encuentran las gravitatorias, eléctricas y elásticas.
- Entre las fuerzas no conservativas están la de roce.
- Los tipos de energía potencial son: la energía potencial gravitatoria, la energía potencial elástica, la energía potencial electrostática y la energía potencial química.
Ya para despedirme espero que el tema sea del agrado de los lectores y una vez más los invito a dejar sus comentarios, opiniones y aportes significativos que ayuden a la ampliación del tema y que genere un debate crítico y enriquecedor para la satisfactoria divulgación del conocimiento científico.
Referencias
Brett, E & Suárez, W. (2000). Teoría y práctica de física. Caracas: Distribuidora escolar, S.A.
Figueroa, D. (2006). Dinámica. Caracas: Douglas Figueroa.
Fundacite Lara. (2010). La energia. Fuerza vital, transformando conciencias. Barquisimeto: MC Editora, C.A.
Nota: Todos los diagramas y ecuaciones presentados en esta publicación son diseñados y editados por mi persona utilizando elementos e imágenes del programa Microsoft Power Point.
