Comprender la energía potencial gravitacional
La energía potencial gravitacional (GPE) es la energía que posee un objeto debido a su posición dentro de un campo gravitacional. Cuanto más alto es un objeto sobre el suelo, más GPE tiene.
La fórmula
La fórmula para la energía potencial gravitacional es:
* gpe =mgh
Dónde:
* GPE es la energía potencial gravitacional (medida en Joules, J)
* m es la masa del objeto (medido en kilogramos, kg)
* g es la aceleración debida a la gravedad (aproximadamente 9.8 m/s² en la tierra)
* h es la altura del objeto por encima de un punto de referencia (medido en metros, m)
Notas importantes:
* Punto de referencia: El punto de referencia para la altura (h) es arbitraria. Puede elegir cualquier punto como su nivel cero. Por ejemplo, si está analizando un objeto en una tabla, puede establecer la mesa como punto de referencia (h =0).
* Cambio en GPE: A menudo, está interesado en el * cambio * en GPE a medida que se mueve un objeto. La fórmula aún se aplica, pero calculará la diferencia en GPE entre las posiciones iniciales y finales.
Ejemplo:
Digamos que tiene un libro de 2 kg que descansa en un estante a 1,5 metros sobre el piso. Queremos calcular el GPE del libro:
1. Identificar los valores:
* M =2 kg
* g =9.8 m/s²
* H =1.5 m
2. Aplicar la fórmula:
* Gpe =(2 kg) * (9.8 m/s²) * (1.5 m) =29.4 Joules
Por lo tanto, el libro tiene 29.4 julios de energía potencial gravitacional en relación con el piso.
Aplicaciones clave:
* Pavesas de rodillos: El GPE en la parte superior de la colina más alta determina qué tan rápido será la montaña rusa en la parte inferior.
* cascadas: El GPE de agua en la parte superior de una cascada se convierte en energía cinética (energía de movimiento) a medida que cae.
* Lanzamiento de cohetes: El GPE de un cohete en el lanzamiento lo ayuda a ganar velocidad y escapar de la gravedad de la Tierra.
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