Energía Potencial Gravitacional - Ejercicios Resueltos
La energía potencial gravitacional o energía potencial gravitatoria es un tipo de energía muy importante en Física, pues se manifiesta simplemente al levantar cualquier cuerpo a una cierta altura. Esto también ocasiona que la persona realice un trabajo , porque implica la fuerza con que levanta al objeto y la altura a donde la logra levantar, a esto es lo que llamamos energía potencial gravitatoria o gravitacional.
Peros si observamos cuidadosamente el término "gravitatorio" o "gravitacional" vemos que implica el nombre de gravedad , esto es porque el origen de la energía potencial es debido a la atracción gravitacional de la tierra sobre el cuerpo.
📏 Fórmula de la Energía Potencial Gravitacional
La fórmula de la energía potencial gravitacional es muy fácil de aprender y de identificar, pues matemáticamente se expresa de la siguiente manera:
Donde:
Ep = Energía potencial gravitacional (medida en Joules) -> J
m = masa del cuerpo u objeto (medida en Kg )
g = gravedad o valor de la constante gravitatoria (g) = 9.8 m/s²
h = altura a la que está elevada el cuerpo u objeto (medida en metros) -> m
🤔 ¿Cómo funciona la energía potencial gravitacional?
Veamos la siguiente imagen:
La energía potencial gravitacional de cualquier cuerpo localizado a cierta altura, depende del nivel tomado como referencia para obtener el cálculo de su energía.
Caso 1: Supongamos que el bloque tiene una masa de 3kg y deseamos encontrar la energía potencial respecto a la mesa. Entonces podríamos decir que la altura que necesitamos conocer para este cálculo tiene que partir de la diferencia entre la altura total de 2.3m respecto al suelo, y de 1.2m también respecto al suelo pero de la mesa. Entonces:
Ahora si podemos realizar nuestro cálculo de energía potencial para el bloque respecto a la mesa. Aplicamos la fórmula:
Lo que significa que la energía potencial es de 32.34 Joules.
Veamos el otro caso.
Caso 2: Supongamos que ahora deseamos encontrar la energía potencial del bloque pero respecto al suelo, entonces nuestro cálculo sería diferente, pues la distancia hacía al suelo es de 2.3 metros, ahora solamente sustituimos en la fórmula:
Uff 😀
Lo que esperábamos un aumento en la energía potencial debido a que hay más altura, entonces concluimos lo siguiente.
La energía potencial gravitacional o gravitatoria de un cuerpo, es mucho mayor a medida que aumenta la altura de acuerdo al nivel de referencia considerado.
📄 Ejercicios Resueltos de Energía Potencial Gravitacional
Veamos algunos ejemplos y problemas resueltos de energía potencial gravitacional. Desde lo más básico a problemas un poco más complejos.
Ejemplo 1.- Calcular la energía potencial gravitacional de una caja de acero de 45 kg si se encentra a una altura de 12 m.
Solución:
Podríamos omitir una imagen del problema, porque tenemos los datos necesarios para sustituir en la fórmula, sin embargo muchas veces es importante contar con una imagen para las personas que todavía no comprenden el concepto. Veamos!
Recopilando nuestros datos:
Datos:
Ep = ?
m = 45 kg
g = 9.8 m/s²
h = 12 m
Para obtener la energía potencial de dicho caja de acero, bastará con sustituir los datos que tenemos a la vista, y multiplicar.
Esto es una energía potencial de 5292 Joules.
Ejemplo 2.- Calcular a qué altura se debe encontrar un niño de 35 kg para que tenga una energía potencial gravitatoria de 450 J.
Solución:
Para este problema, tenemos que analizar nuestros datos:
Datos:
Ep = 450 J
m = 35 kg
g = 9.8 m/s²
h = ?
Como es la altura, la que debemos encontrar, entonces vamos a despejar a "h" de nuestra fórmula.
Despejando "h"
Si no sabes despejar, puedes ver varios ejemplos aquí.
Sustituyendo nuestros datos en la fórmula:
Para que el niño pueda tener una energía potencial de 450 Joules, solo necesita estar a una altura de 1.31 metros. 😀
Ejemplo 3.- Una pelota de hule de 2.5 kg es soltada desde un tobogán, dicha pelota se encuentra a una altura de 16 metros respecto al suelo, encuentre la energía potencial en el punto A y en el punto B
Solución:
Para ambos casos analizaremos lo siguiente:
En el Punto A:
Datos:
Ep = ?
m = 2.5 kg
h = 16 m
g = 9.8 m/s²
Sustituyendo en nuestra fórmula:
Es la energía potencial que tiene nuestra pelota a esa altura.
En el punto B:
Datos:
Ep = ?
m = 2.5 kg
h = 0 m
g = 9.8 m/s²
Sustituyendo en nuestra fórmula:
Como podemos observar, la energía potencial en el punto B es nula, es decir no hay. Esto es porque la energía potencial se acaba de convertir en energía cinética.
-
Maryuri dice:
Un autobús escolar tiene una masa de 1500 kilogramos y se conduce sobre una carretera recta y plana a una velocidad de 2300 m/s .Determine su energía cinética.
-
Milagros dice:
¿Cuanta energia gravitatoria tiene una pelota de 250 gramos si se encuentra a 4 metros de altura ?
-
Alets dice:
Si son gramos, los convertís a kilogramos 250gramos = 0.25kg ahora sólo aplica la ecuación Ep= (0.25kg) (9.8m/s²) (4m) = 9.8Juls
-
Marina dice:
Un avion de 1000kg tiene una energía de 1800 000J.calcula la rapidez con la que se mueve .
-
julian dice:
3600 resultado energía c, ya nomas puedes dejarlo así o sacarle la raíz y esto da en J
-
-
Mari dice:
La verdad toda esta explicacion me resulto muy facil entender cada pregunta gracias por apoyar a los estudiantes estoy agradecidos con ustedes que Dios los siga bendiciendo grande mente
-
nikol dice:
me parece excelente porque te van explicando cada cosa y está muy completo y organizado
-
mary dice:
la energia potencial gravitacional de un cuerpo de masa m es de 900 J. Que valor tenra la energia potencial gravitacional de otro cuerpo de masa 3m, situado en la misma posicion del primer cuerpo
-
Calcules cuánta energía pueden entregar 50000 litros de agua al caer desde una altura de 30 m.
-
Izzy dice:
Una pelota de tenis se cae desde un 16 piso que esta a 40 metros de altura hasta llegar al piso calcular la energia potencial si la masa de la pelota es de 200 gramos
-
Una pelota de tenis se cae desde un 16 piso que esta a 40 metros de altura hasta llegar al piso calcular la energia potencial si la masa de la pelota es de 200 gramos.
-
Adelaida Rosa Atencia Roqueme dice:
Una esfera de masa 10 kg se suelta desde una altura de 4 m. Si al chocar con un resorte que se encuentra en la posición de equilibrio, este experimenta una compresión máxima de 0,70 m, determinar la constante elástica del resorte.
-
Son claras las explicaciones y los ejercicios. Además se pueden copiar y pegar sin alterarse. Gracias
18 Comentarios Publicados
Melvin Doo 
Uuampa 
Ariadna Gómez colmenares 
mike 
Deja una respuesta
Temas que podrían interesarte 👇