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La energía debida a la posición de una masa m en un campo. dicha energía corresponde de forma uniforme con el punto (una vez establecida la masa en dicho punto) si el campo es conservativo. Dicha masa es una entidad sensible al campo; así, en el campo gravitatorio la masa es la llamada "masa gravitatoria" (masa "normal") o una carga q en un campo eléctrico.

La energía potencial es una función que depende del campo; así, para el campo gravitatorio (o eléctrico) el resultado del producto de las masas (o cargas) por una constante dividido por la distancia entre las masas (cargas), por lo que va disminuyendo a medida que se incrementa dicha distancia.

Matemáticamente se puede definir un potencial siempre que tengamos un campo de fuerzas vectorial que se pueda expresar como el gradiente de un cierto campo escalar. Dicho campo escalar es, precisamente, el potencial asociado a la fuerza.

• Cálculo simplificado de la energía potencial gravitatoria.

Cuando la distancia a recorrer es pequeña, lo que sucede en la mayoría de las aplicaciones usuales (tiro parabólico, saltos de agua, etc.), la variación de la energía potencial gravitatoria al desplazarse un cuerpo de masa m desde una altura h₁ hasta una altura h₂ es:

V = m g (h₁ - h₂) / siendo g la aceleración de la gravedad (que coincide con la intensidad gravitatoria. En la Tierra, :²

Dado que la energía potencial se anula cuando la distancia es infinita, frecuentemente se asigna energía potencial cero a la altura correspondiente a la del suelo, ya que lo que es de interés no es el valor absoluto de V, sino su variación durante el movimiento.

Así, si la altura del suelo es h₂ = 0, entonces la energía potencial a una altura h₁ será simplemente V = m g h₁

• Cálculo de la energía potencial electrostática.

La energía potencial electrostática que una partícula de carga q tiene por estar situada a una distancia d de otra partícula de carga Q es igual a: V = K Qq/d siendo K una constante universal o contante de Coulomb cuyo valor aproximado es 9*10⁹.

• Potencial armónico.

Dado una partícula en un campo de fuerzas que responda a la ley de Hooke (F= -k|r|) siendo k la constante de dicho campo, su energía potencial será V = 1/2 K |r|².

[escribe] Referencias

Notas