¿Qué es la energía de impacto?
La energía de impacto es la energía cinética que transporta un objeto en el instante en que choca contra una superficie. En un objeto que cae, esa energía proviene de la gravedad: un cuerpo situado a una altura h posee una energía potencial gravitatoria que se transforma en energía cinética durante la caída. En el momento del impacto, la energía liberada es igual a \(E = m \cdot g \cdot h\). Si el objeto ya se está moviendo, la energía corresponde a su energía cinética, \(E = \tfrac{1}{2} \cdot m \cdot v^{2}\). Ambas se expresan en julios (J).
Cómo usar esta calculadora
Elige un método. Selecciona Objeto en caída e introduce la masa (kg) y la altura de caída (m); la herramienta aplica \(E = m \cdot g \cdot h\) y, además, indica la velocidad de impacto \(\sqrt{2gh}\). O bien elige Objeto en movimiento e introduce la masa y la velocidad (m/s) para obtener \(\tfrac{1}{2}mv^{2}\). También puedes modificar el valor de la gravedad (por defecto, 9,81 m/s²) para otros planetas o situaciones concretas.
La fórmula explicada
En el caso de la caída, la energía potencial gravitatoria \(mgh\) se convierte por completo en energía cinética (sin tener en cuenta la resistencia del aire). El objeto llega al suelo con una velocidad \(v = \sqrt{2gh}\), momento en el que su energía cinética \(\tfrac{1}{2}mv^{2}\) es exactamente igual a \(mgh\). Por eso ambas ecuaciones describen la misma energía de impacto.
Ejemplo resuelto
Una masa de 10 kg que cae desde 2 m con g = 9,81 m/s²: $$E = 10 \times 9{,}81 \times 2 = 196{,}2 \text{ J}$$ (0,1962 kJ). Llega al suelo a \(\sqrt{2 \times 9{,}81 \times 2} \approx 6{,}26\) m/s.
Preguntas frecuentes
¿Influye la resistencia del aire? En objetos densos y compactos que caen desde poca altura es insignificante; en cuerpos ligeros o muy rápidos, la energía de impacto real es menor que la que predice \(mgh\).
¿Qué unidades utiliza? Unidades del SI: la masa en kilogramos, la altura en metros, la velocidad en metros por segundo y la energía en julios.
¿Por qué ambas fórmulas dan lo mismo? La energía se conserva durante una caída libre, de modo que la energía potencial en lo alto equivale a la energía cinética al llegar abajo.
