¿Qué es una ecuación de energía potencial?

Varias ecuaciones utilizadas en la ciencia provienen de una ecuación de energía potencial. Una ecuación general de energía potencial significa que el trabajo realizado en 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 todas las formas, 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 las gomas y las cuerdas de guitarra. Ambos se estiran más fuerte para causar una vibración más rápida, lo que equivale a más trabajo debido a la energía potencial más elástica.

La gravedad puede almacenar energía porque toda la masa es ligeramente atraída por otra masa. La ecuación de energía potencial para la gravedad se presenta en muchas formas. La gravedad de la Tierra almacena energía potencial y funciona cuando los objetos se levantan y se les permite atraer hacia la Tierra. A medida que el carro sube una colina, su energía se almacena. Cuando el carro pasa por la colina, se libera toda la energía potencial almacenada, lo que hace que el carro se mueva más rápido o haga su trabajo. Otras ecuaciones de energía potencial para la gravedad involucran órbitas espaciales, movimiento galáctico y agujeros negros.

El cambio de temperatura representa 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 romperse y cambiar de posición para liberar energía potencial y aumentar la temperatura. La medición de este cambio muestra cuánta energía potencial tiene una reacción química. Quemar gasolina muestra cómo un líquido almacena energía potencial y la libera para producir calor extremo.

La energía nuclear como la fisión es un ejemplo de energía nuclear potencial. La potencia es igual al trabajo realizado durante un cierto período de 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 apretadas entre las partes que forman los átomos. Durante la fisión nuclear, los átomos absorben partes adicionales y se vuelven inestables. Una vez que los átomos se descomponen en átomos más estables, liberan energía almacenada en las estrechas conexiones que se rompen.