Calculadora de energía potencial — gravitatoria (mgh)

Cómo funciona

La energía potencial gravitatoria es la energía almacenada que un objeto gana al ser elevado contra la gravedad: el trabajo realizado para subirlo hasta una altura h:

PE = m × g × h

donde m es la masa, g es la intensidad del campo gravitatorio y h es la altura sobre un nivel de referencia elegido. En unidades del SI —kilogramos, m/s² y metros—, el resultado está en joules (J).

La gravedad g es una entrada aquí, con un valor predeterminado de 9,8 m/s² para la Tierra, así que puedes cambiarla por la de la Luna (unos 1,6 m/s²) o la de otro planeta. La energía potencial siempre se mide en relación con una altura de referencia: eleva el objeto y la PE aumenta; por debajo de la referencia, la altura —y la energía potencial— es negativa. Esta calculadora es independiente de las unidades, así que funciona con cualquier conjunto coherente de unidades.

Ejemplo resuelto

OpenStax eleva un libro de 0,500 kg una altura de 1,00 m con g = 9,80: PE = 0,5 × 9,8 × 1 = 4,90 J. Un objeto de 2 kg a 10 m de altura tiene 2 × 9,8 × 10 = 196 J en la Tierra, pero el mismo objeto a la misma altura en la Luna (g ≈ 1,6) almacena solo 2 × 1,6 × 10 = 32 J. Un saltador de 70 kg en una plataforma de 10 m tiene 70 × 9,8 × 10 = 6860 J listos para convertirse en energía cinética durante la caída.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula de la energía potencial gravitatoria?

PE = mgh: la masa por la intensidad del campo gravitatorio por la altura sobre un nivel de referencia. Con la masa en kilogramos, g en m/s² y la altura en metros, la energía resulta en joules.

¿Por qué la gravedad aparece como entrada?

Porque la energía potencial depende de dónde estés. En la Tierra g ≈ 9,8 m/s², pero en la Luna es de unos 1,6 m/s² y en Marte de unos 3,7 m/s², así que la misma elevación almacena distintas cantidades de energía. Dejar g ajustable permite que la calculadora funcione en cualquier lugar.

¿Qué es la altura de referencia y puede la energía potencial ser negativa?

La altura se mide desde un nivel de referencia que eliges (a menudo el suelo o la superficie de una mesa). Físicamente solo importan los *cambios* de energía potencial, así que el punto cero es arbitrario. Por debajo de la referencia, la altura es negativa y también lo es la energía potencial.

¿Qué unidades usa la energía potencial?

La unidad del SI es el joule (J), la misma que cualquier otra energía. Kilogramos, m/s² y metros dan joules directamente. Esta calculadora trata las entradas como números simples, así que mantén las unidades coherentes.

¿Cómo se convierte la energía potencial en energía cinética?

A medida que un objeto cae, la gravedad realiza trabajo sobre él y su energía potencial (mgh) se convierte en energía cinética (½mv²). Si se ignora la resistencia del aire, la energía perdida al bajar la altura es exactamente igual a la energía cinética ganada, así que las dos siempre suman el mismo total.

¿Es este el único tipo de energía potencial?

No: esta es la energía potencial *gravitatoria*. Hay otras: la energía potencial elástica almacenada en un resorte estirado, la energía potencial eléctrica entre cargas y la energía potencial química en los enlaces. Esta calculadora cubre solo la forma gravitatoria basada en la altura, PE = mgh.