¿Qué es la energía potencial gravitatoria?
La energía potencial gravitatoria (EPG) es la energía que almacena un objeto debido a su posición dentro de un campo gravitatorio. Cuando colocas un libro en una estantería le das energía potencial; al dejarlo caer, esa energía se transforma en movimiento. Esta calculadora obtiene la EPG a partir de tres datos —la masa, la altura y la aceleración de la gravedad— y devuelve el resultado en julios (J), la unidad de energía del Sistema Internacional. Se trata de un principio físico universal, válido en cualquier lugar y no ligado a las normas de ningún país en concreto.
La fórmula
La energía se calcula así:
- $$EP = m \cdot g \cdot h$$
- \(m\) = masa del objeto en kilogramos (kg)
- \(g\) = aceleración de la gravedad en metros por segundo al cuadrado (m/s²)
- \(h\) = altura sobre el punto de referencia en metros (m)
En la superficie terrestre, \(g\) vale aproximadamente 9,81 m/s². En la Luna ronda los 1,62 m/s² y en Marte unos 3,72 m/s², de modo que un mismo objeto almacena distinta energía potencial según el mundo en el que se encuentre.
Cómo usar la calculadora
- Introduce la masa del objeto en kilogramos.
- Introduce la altura en metros, medida desde el nivel cero que tú elijas (a menudo el suelo).
- Introduce el valor de \(g\) o deja el valor por defecto de la Tierra, 9,81 m/s².
- Consulta la energía potencial expresada en julios.
Recuerda que la altura siempre es relativa: tú decides dónde está el "cero". Un mismo objeto puede tener distinta EPG según la midas desde el suelo o desde el sótano.
Ejemplo resuelto
Imagina un libro de texto de 2 kg colocado en una estantería a 1,8 m del suelo, en la Tierra:
- $$EP = m \cdot g \cdot h = 2 \times 9{,}81 \times 1{,}8$$
- $$EP = 35{,}32 \text{ julios}$$
Esos 35,3 J se liberarían en forma de energía cinética si el libro cayera al suelo.
Preguntas frecuentes
¿Puede ser negativa la energía potencial? Sí, cuando el objeto se sitúa por debajo del punto de referencia que hayas elegido. Solo las diferencias de EPG tienen un significado físico real, así que el signo no hace más que indicar en qué sentido se movería el objeto.
¿Qué le ocurre a la energía cuando el objeto cae? Se transforma en energía cinética (\(\tfrac{1}{2}mv^2\)). Si despreciamos la resistencia del aire, toda la EPG se convierte en energía de movimiento en el instante del impacto.
¿Por qué usar 9,81 y no 10? 9,81 m/s² es el valor medio aceptado de la gravedad terrestre. Emplear 10 es una aproximación rápida que introduce un error de aproximadamente el 2 %.
