¿Qué es una ecuación de energía potencial?
Varias ecuaciones utilizadas en la ciencia provienen de una ecuación de energía potencial. Una ecuación de energía potencial general significa que el trabajo realizado a un sistema es igual a la energía potencial perdida. La energía potencial es cualquier energía almacenada en un sistema que se pierde cuando se realiza el trabajo. Viene en muchas formas comunes, como la energía potencial gravitacional perdida cuando algo cae hacia la Tierra. En cada forma, una ecuación de energía potencial mostrará de dónde proviene la energía para realizar el trabajo.
Los resortes almacenan energía en forma de energía potencial elástica que se libera cuando se permite que el resorte se relaje. El estiramiento permite almacenar energía, y la energía potencial para un resorte es igual a la cantidad de trabajo que el resorte puede hacer cuando se relaja. Muchos otros objetos almacenan energía en forma de energía potencial elástica, incluidas bandas de goma y cuerdas de guitarra. Ambos se estiran más difíciles de causar una vibración más rápida que equivale a más trabajo debido a una mayor energía potencial elástica.
La gravedad puede almacenar energía porque toda la masa se siente ligeramente atraída por otra masa. La ecuación de energía potencial para la gravedad viene en muchas formas. La gravedad de la Tierra almacena energía potencial y funciona cuando los objetos se levantan y se permiten atraer hacia la Tierra. A medida que el carro sube una colina, su energía se está almacenando. Cuando el carro atraviesa la colina, se libera toda la energía potencial almacenada, lo que hace que el carro se mueva más rápido o trabaje. Otras ecuaciones de energía potencial para la gravedad implican órbitas espaciales, movimiento galáctico y agujeros negros.
La temperatura de cambio representa el trabajo, y una ecuación de energía potencial para productos químicos generalmente mide un cambio de temperatura. Los productos químicos almacenan energía en forma de enlaces. Estos enlaces pueden romper y cambiar la posición para liberar energía potencial y aumentar la temperatura. La medición de este cambio muestra cuánta energía potencial tiene una reacción química. Ardor de la gasolina muestra how Un líquido almacena energía potencial y la libera para producir calor extremo.
La energía nuclear como la fisión es un ejemplo de energía potencial nuclear. La energía es igual al trabajo realizado durante un cierto tiempo, y la energía nuclear se puede calcular a partir de una ecuación de energía potencial nuclear. Esta energía se almacena en las conexiones muy estrechas entre las piezas que componen átomos. Durante la fisión nuclear, los átomos absorben partes adicionales y se vuelven inestables. Una vez que los átomos se descomponen a átomos más estables, liberan energía almacenada en las conexiones estrechas que se rompen.