Energía potencial gravitacional: toda la materia

1. definición
   

2. Física

La energía potencial gravitacional es la energía que posee el cuerpo debido a la atracción gravitacional de la Tierra.

Por tanto, la energía potencial gravitacional depende de la posición del cuerpo en relación con un nivel de referencia.

Fórmula

La energía potencial gravitacional está representada por Y_pg.

Se puede calcular por el trabajo que realiza el peso de este cuerpo sobre él, cuando cae de una posición inicial a un punto de referencia.

¿Cómo funciona la fuerza de peso (T_PAG) Está dado por:

T_PAG = m. gramo. él T_PAG = Y_pg

Pronto,

Y_pg = m. gramo. H

Ser,

metro el valor de la masa corporal. La unidad de medida de la masa en el sistema internacional (SI) es kg.
gramo el valor de la aceleración de la gravedad local. Su unidad de medida SI es m / s^dos.
H el valor de la distancia del cuerpo a un nivel de referencia. Su unidad SI es m.

Usando las unidades anteriores, tenemos la E_pg está dado por la unidad kg.m / s^dos.metro. Llamamos a esta unidad joule y usamos la letra J para representarla.

Podemos concluir, mediante la fórmula, que cuanto mayor sea la masa de un cuerpo y su altura, mayor será su energía potencial gravitacional.

La energía potencial gravitacional, junto con la energía cinética y la energía potencial elástica forman lo que llamamos energía mecánica.

Ejemplo

Un jarrón con una flor está en un balcón en el segundo piso de un edificio (punto A). Su altura desde el suelo es de 6,0 my su masa es de 2,0 kg.

Considere la aceleración de la gravedad local igual a 10 m / s^dos. Respuesta:

a) ¿Cuál es el valor de la energía potencial gravitacional del recipiente en esta posición?

Ser,

m = 2,0 kg
H_La = 6,0 m
g = 10 m / s^dos

Reemplazando los valores, tenemos:

Y_pagado = 2,0. 6.0. 10 = 120 J

b) El asa que sostiene el jarrón se rompe y comienza a caer. ¿Cuál es el valor de su energía potencial gravitacional al pasar por la ventana del primer piso (punto B en la figura)?

Primero calculamos la distancia, en relación al suelo, desde el punto B

H _B = 3,0 – 0,2 = 2,8 m

Reemplazando los valores, tenemos:

Y_pgb = 2,0. 2.8. 10 = 56 J

c) ¿Cuál es el valor de la energía potencial gravitacional de la embarcación cuando golpea el suelo (punto C)?

En el punto C, su distancia al suelo es igual a cero.
Siendo así:

Y_pgc = 2,0. 0. 10 = 0

Transformación de energía potencial gravitacional

Sabemos que la energía nunca se puede destruir ni crear (principio general de conservación de la energía). Lo que pasa es que la energía está en constante transformación, presentándose de diferentes formas.

Las centrales hidroeléctricas son un buen ejemplo de transformación energética.

La energía potencial gravitacional contenida en el agua de una presa elevada se convierte en energía cinética, moviendo las palas de la turbina de la planta.

En el generador, el movimiento de rotación de la turbina se convierte en energía eléctrica.

Central Hidroeléctrica, un ejemplo de transformación energética

Ejercicios resueltos

1) ¿Cuál es el valor de masa de una piedra que tiene, en un momento dado, energía potencial gravitacional igual a 3500 J y está ubicada a una altura de 200.0 m del suelo? Considere el valor de aceleración de la gravedad igual a 10 m / s^dos

2) Dos niños juegan con una pelota de fútbol de masa igual a 410 g. Uno de ellos lanza la pelota y golpea una ventana. Sabiendo que la ventana está a una altura de 3.0 m del suelo, ¿cuál es el valor energético potencial de la pelota cuando golpea la ventana? Considere el valor de la gravedad local igual a 10 m / s^dos.

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