Calculadora de energía potencial

La energía potencial se almacena debido a la posición o configuración. A diferencia de la energía cinética, que depende del movimiento, depende de la relación entre un objeto y un campo de fuerzas o de la deformación interna de un sistema. Esta calculadora incluye dos modelos habituales de física básica: energía potencial gravitatoria cerca de la superficie de un planeta y energía potencial elástica en un resorte lineal ideal. Ambos resultados se expresan en joules. Cerca de la superficie terrestre, la energía potencial gravitatoria respecto a una altura de referencia es U = mgh. Aquí m es la masa en kilogramos, g la aceleración gravitatoria en metros por segundo al cuadrado y h la altura vertical en metros. El valor predeterminado de g, 9.81 m/s², es una aproximación terrestre habitual. La energía potencial es relativa, así que h se mide desde el nivel cero más útil para el problema. Solo sus diferencias afectan al movimiento; cambiar la referencia añade la misma constante a todas las posiciones sin alterar las predicciones físicas. La expresión de gravedad constante funciona cuando el cambio de altura es pequeño frente al radio del planeta. Para satélites, problemas interplanetarios o grandes cambios de altitud, usa U = -GMm/r. La gravedad local también varía ligeramente con la latitud y la elevación. Puedes sustituir el valor predeterminado para la Luna, Marte, otro cuerpo o un cálculo local más preciso. Un resorte ideal almacena energía elástica U = ½kx², donde k es su constante en newtons por metro y x el desplazamiento desde su longitud natural de equilibrio, en metros. Al elevar el desplazamiento al cuadrado, una compresión y una extensión iguales almacenan la misma energía. La ecuación se obtiene integrando la fuerza de la ley de Hooke, F = kx, desde desplazamiento cero hasta x. Solo se aplica mientras el resorte sea lineal y elástico; los resortes reales pueden presentar precarga, histéresis, contacto entre espiras, fluencia o rigidez no lineal. La conservación de la energía suele convertir energía potencial en cinética, térmica, acústica o de deformación. Idealmente, un objeto que cae gana tanta energía cinética como energía potencial gravitatoria pierde; un resorte liberado puede acelerar una masa unida a él. Los sistemas reales disipan parte de la energía mecánica mediante arrastre, fricción, amortiguamiento y pérdidas internas. Usa esta calculadora para tareas, planificación de laboratorio, estimaciones de diseño y comparaciones. En sistemas de elevación o resortes críticos para la seguridad, considera eficiencia, impactos dinámicos, límites del material, fatiga y un factor de diseño adecuado.