En este artículo se explica qué son la energía cinética y la energía potencial. También encontrarás cuáles son las diferencias entre la energía cinética y la energía potencial y, además, podrás ver un ejemplo resuelto en el que se calcula la energía cinética y potencial de un sistema.
Índice
Energía cinética
En física, la energía cinética es la energía que posee un cuerpo debido a su movimiento. Es decir, cuando un cuerpo se mueve tiene una determinada energía cinética, además, cuanto mayor sea la velocidad del cuerpo, mayor será su energía cinética.
Por lo tanto, cuando un cuerpo está en reposo su energía cinética es igual a cero, ya que no está en movimiento.
Por ejemplo, cuando se aplica una fuerza a un cuerpo, se le transmite una aceleración y por ende su velocidad aumenta. En consecuencia, la energía cinética del cuerpo también aumenta.
Energía potencial
En física, la energía potencial es la energía almacenada por un cuerpo o sistema debido a su posición dentro de un campo de fuerzas.
Por ejemplo, la energía potencial gravitatoria es la energía que almacena un cuerpo por estar dentro del campo gravitatorio de la Tierra. Cuanto más alejado esté su posición del centro de la Tierra (más altura), mayor será su energía potencial gravitatoria.
Diferencia entre energía cinética y potencial
Para acabar de asimilar los conceptos, a continuación vamos a ver detalladamente cuál es la diferencia entre la energía cinética y la energía potencial.
La diferencia entre la energía cinética y la energía potencial es que la energía cinética es la energía relacionada con el movimiento del cuerpo, mientras que la energía potencial es la energía relacionada con la posición del cuerpo.
Por ejemplo, un coche que avanza muy rápido por la carretera tiene mucha energía cinética, ya que su velocidad es muy alta. Sin embargo, ese coche tiene menos energía potencial que un escalador en la cima del Everest, pues su altura es mucho mayor.
La suma de la energía cinética más la energía potencial da lugar a la energía mecánica, un tipo de energía que se suele estudiar en física. Puedes ver qué es la energía mecánica aquí:
Fórmulas de la energía cinética y potencial
Una vez hemos visto la definición de energía cinética y energía potencial, vamos a ver cómo se calculan estos dos tipos de energía.
⮕ Fórmula de la energía cinética:
Donde:
es la energía cinética, cuya unidad en el Sistema Internacional es el joule (J).
es la masa del cuerpo o sistema expresada en kg.
es la velocidad del cuerpo o sistema expresada en m/s.
⮕ Fórmula de la energía potencial:
Donde:
es la energía potencial, cuya unidad en el Sistema Internacional es el joule (J).- es la masa del cuerpo sobre el cual actúa el campo gravitatorio expresada en kilogramos (kg).
es la aceleración de la gravedad (9,81 m/s2)
es la altura del cuerpo respecto a la superficie de la Tierra expresada en metros.
Ejercicio resuelto de la energía cinética y potencial
- Calcula la energía cinética y la energía potencial de un cuerpo de masa m=14 kg que se mueve a una velocidad constante de 6 m/s a una altura de 11 m respecto al suelo.
Primero calcularemos la energía cinética del cuerpo utilizando su fórmula correspondiente:
![\begin{aligned}E_c&=\cfrac{1}{2}\cdot m\cdot v^2\\[2ex]E_c&=\cfrac{1}{2}\cdot 14 \cdot 6^2\\[2ex]E_c&=252 \ J\end{aligned}](https://www.ingenierizando.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f54d25be9eb59e40d79887ece8ba77e3_l3.svg "Rendered by QuickLaTeX.com")
Y luego aplicamos la fórmula de la energía potencial para hallar su valor:
![\begin{aligned}E_p&=m\cdot g\cdot h\\[2ex]E_p&=14 \cdot 9,81\cdot 11\\[2ex]E_p&=1510,74 \ J\end{aligned}](https://www.ingenierizando.com/wp-content/ql-cache/quicklatex.com-f93fac6be6749abcf3dcb04000aade50_l3.svg "Rendered by QuickLaTeX.com")
