Potential Energy Calculator

PE = m × g × h

Potential Energy

Gravitational potential energy

Formula
PE = m × g × h (g = 9.81 m/s²)

¿Qué es la Energía Potencial?

La energía potencial es la energía almacenada que tiene un objeto debido a su posición, configuración o estado. Es energía que tiene el potencial de convertirse en otras formas — más comúnmente en energía cinética. Los dos tipos más comunes son la energía potencial gravitatoria (EPG) y la energía potencial elástica (EPE).

La energía potencial gravitatoria depende de la masa del objeto, su altura sobre un punto de referencia y la aceleración gravitacional. La energía potencial elástica se almacena en resortes estirados o comprimidos y materiales elásticos. Ambos tipos son magnitudes escalares medidas en joules (J).

Cómo Usar la Calculadora

  1. Selecciona el tipo: gravitatoria (masa + altura) o elástica (constante de resorte + desplazamiento).
  2. Para EP gravitatoria: ingresa la masa (kg) y la altura (m) sobre tu punto de referencia.
  3. Para EP elástica: ingresa la constante de resorte k (N/m) y el desplazamiento x (m) desde el equilibrio.
  4. Haz clic en Calcular para obtener la energía potencial en joules (J).

Fórmula y Explicación

EP Gravitatoria: EPG = m × g × h EP Elástica: EPE = ½ × k × x² m = masa (kg) g = 9,81 m/s² (superficie terrestre) h = altura sobre la referencia (m) k = constante de resorte (N/m) x = desplazamiento desde el equilibrio (m)

La EPG se define relativa a una altura de referencia elegida. Solo las diferencias de EPG tienen significado físico — la elección del punto de referencia es arbitraria.

Ejemplos Resueltos

Libro en un Estante

Un libro de 2 kg se coloca en un estante a 1,5 m del suelo. EPG = 2 × 9,81 × 1,5 = 29,43 J. Si cae, tendrá 29,43 J de energía cinética justo antes de tocar el suelo, alcanzando una velocidad de ≈ 5,42 m/s.

Resorte Comprimido

Un resorte con k = 800 N/m se comprime 0,05 m (5 cm). EPE = ½ × 800 × 0,05² = 1,0 J. Al soltarse, esta energía se convierte en energía cinética del proyectil o mecanismo que impulsa.

Presa Hidroeléctrica

Agua en un embalse a 50 m sobre las turbinas: 1000 kg de agua tienen EPG = 1000 × 9,81 × 50 = 490 500 J ≈ 490,5 kJ. Una presa de 200 MW hace pasar ~400 000 kg de agua por segundo por sus turbinas, liberando enorme EP gravitatoria como electricidad.

Preguntas Frecuentes

¿Qué es la conservación de la energía?▾
La ley de conservación de la energía establece que la energía no puede crearse ni destruirse — solo convertirse de una forma a otra. Cuando un objeto cae, la EPG se convierte en EC. Cuando se comprime un resorte, la EC se convierte en EPE. En un sistema cerrado, la energía mecánica total (EC + EP) permanece constante.
¿Por qué la energía potencial se define respecto a un punto de referencia?▾
Solo los cambios en la energía potencial tienen significado físico. Un libro a 1 m sobre una mesa y a 2 m sobre el suelo tiene distintos valores de EP según la referencia, pero la energía liberada al caer sobre cualquier superficie es la misma. Los físicos eligen el punto de referencia que facilita más el cálculo.
¿Qué es la energía potencial cero?▾
La EP cero se establece en el punto de referencia elegido. Opciones comunes: la superficie terrestre (h = 0), el suelo bajo el sistema, o el infinito para cálculos planetarios. Para la gravedad a grandes distancias, EP → 0 cuando r → ∞ (convención EP = −GMm/r).
¿Cómo se usa la energía potencial elástica en ingeniería?▾
Los resortes y materiales elásticos almacenan EPE en innumerables aplicaciones: las suspensiones de vehículos absorben impactos; los arcos de arquería almacenan la energía del tirón; los muelles de reloj accionan mecanismos; las pistas de saltos y trampolines rebotan usando EPE. La fórmula EPE = ½kx² permite a los ingenieros dimensionar resortes para el almacenamiento de energía requerido.
¿Qué es la energía potencial química?▾
La EP química está almacenada en los enlaces entre átomos. Cuando el combustible se quema, los enlaces químicos se rompen y reforman, liberando energía como calor y luz. Un litro de gasolina contiene ~31,5 MJ de EP química. Las baterías almacenan EP química y la liberan como energía eléctrica.