Calculadora de Energía Potencial — Soluciones Paso a Paso
La Calculadora de Energía Potencial calcula la energía potencial gravitatoria, la energía elástica, la energía cinética y aplica el principio de conservación de energía.
Ingrese las magnitudes conocidas y obtenga el resultado con solución completa paso a paso.
Cómo usar la Calculadora de Energía Potencial
- Seleccione un modo: Energía Gravitatoria, Energía Elástica, Energía Cinética o Conservación de Energía.
- Para Energía Gravitatoria, ingrese masa (kg), altura (m) y gravedad (predeterminado 9,81 m/s cuadrado). EP = mgh.
- Para Energía Elástica, ingrese la constante del resorte k (N/m) y el desplazamiento x (m). EP = 0,5 por k por x cuadrado.
- Para Energía Cinética, ingrese masa (kg) y velocidad (m/s). EC = 0,5 por m por v cuadrado.
- Para Conservación de Energía, ingrese masa, altura inicial, velocidad inicial y altura final.
Fórmula y Teoría
La energía potencial es energía almacenada debido a la posición o configuración de un objeto. La energía potencial gravitatoria (EP = mgh) depende de la masa, el campo gravitatorio y la altura.
La energía potencial elástica (EP = 0,5 por k por x cuadrado) se almacena en un objeto elástico deformado como un resorte.
La energía cinética (EC = 0,5 por m por v cuadrado) es la energía del movimiento. Duplicar la velocidad cuadruplica la energía cinética.
La ley de conservación de la energía establece que en un sistema aislado la energía total permanece constante. Sin fricción: EP_i + EC_i = EP_f + EC_f.
Ejemplos Resueltos
Ejemplo 1: Energía gravitatoria
Problema: Un objeto de 10 kg está a 5 m sobre el suelo. ¿Cuál es su EP? (g = 9,81)
Solución: EP = mgh = 10 * 9,81 * 5 = 490,5.
Respuesta: 490,5 J
Ejemplo 2: Energía elástica
Problema: Un resorte con k = 200 N/m se comprime 0,1 m. ¿Energía elástica?
Solución: EP = 0,5 * k * x^2 = 0,5 * 200 * 0,01 = 1.
Respuesta: 1 J
Ejemplo 3: Energía cinética
Problema: Una pelota de 2 kg se mueve a 8 m/s. ¿Energía cinética?
Solución: EC = 0,5 * m * v^2 = 0,5 * 2 * 64 = 64.
Respuesta: 64 J
Ejemplo 4: Conservación de energía
Problema: Una pelota de 3 kg se deja caer desde 20 m. ¿Velocidad justo antes del impacto?
Solución: mgh = 0,5mv^2. v = sqrt(2gh) = sqrt(2 * 9,81 * 20) = 19,81.
Respuesta: 19,81 m/s