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Calculadora de energía cinética y potencial

Calcula la energía cinética (½mv²) o la energía potencial gravitatoria (mgh) en cualquier unidad, y mira a qué altura o velocidad equivale esa energía.

Energía
Masaunidad
Gravedadunidad

Un objeto en movimiento tiene energía cinética; uno elevado tiene energía potencial. Esta calculadora obtiene cualquiera de las dos en cualquier unidad y después muestra lo que vale esa energía en el otro sentido: a qué altura podría subir un objeto en movimiento, o a qué velocidad iría uno elevado si cayera.

Cómo usarla

  1. Elige Energía cinética o Energía potencial.
  2. Escribe la masa y, después, la velocidad (cinética) o la altura (potencial), con sus unidades.
  3. Deja la gravedad en 9,81 m/s² para la Tierra, o cámbiala para otro planeta.
  4. Elige la unidad de energía en Resultado en y pulsa Calcular.

Cómo funciona

La energía cinética crece con el cuadrado de la velocidad:

EC=12 m v2EC = \tfrac{1}{2}\,\vA{m}\,\vB{v}^2

La energía potencial gravitatoria crece con la altura:

EP=m g hEP = \vA{m}\,\vC{g}\,\vB{h}

Sin rozamiento ni resistencia del aire, la energía se transforma por completo de una en otra. Igualándolas se obtiene la altura que podría subir un objeto en movimiento, h=v22gh = \frac{v^2}{2g}, y la velocidad que alcanza uno que cae, v=2ghv = \sqrt{2gh}. La masa se simplifica en las dos.

Ejemplo resuelto

Una pelota de 2 kg que se mueve a 3 m/s tiene:

EC=12×2×32=9 JEC = \tfrac{1}{2} \times 2 \times 3^2 = 9 \text{ J}

Rodando cuesta arriba sin rozamiento, podría subir 322×9,81≈0,46 m\frac{3^2}{2 \times 9{,}81} \approx 0{,}46 \text{ m}.

La misma pelota sostenida a 10 m tiene EP=2×9,81×10=196,2 JEP = 2 \times 9{,}81 \times 10 = 196{,}2 \text{ J} y, si se suelta, llegaría al suelo a unos 2×9,81×10≈14 m/s\sqrt{2 \times 9{,}81 \times 10} \approx 14 \text{ m/s}.

Consejos y errores comunes

  • Eleva al cuadrado la velocidad, no la mitad. La EC es ½ × m × v², así que al duplicar la velocidad la energía se cuadruplica.
  • Usa kilogramos y metros por segundo para obtener julios, o deja que la calculadora convierta por ti.
  • La altura se mide desde un nivel de referencia que tú eliges; solo importan los cambios de altura.
  • Las cifras de conservación ignoran el rozamiento y la resistencia del aire, así que los objetos reales suben un poco menos y caen un poco más despacio.
  • La masa no cambia la velocidad de caída. Un objeto más pesado tiene más energía, pero alcanza la misma velocidad.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la energía cinética?

La energía que tiene un objeto por estar en movimiento: EC = ½mv². Si la velocidad se duplica, la energía cinética se cuadruplica.

¿Qué es la energía potencial gravitatoria?

La energía que tiene un objeto por su altura: EP = mgh, medida desde un nivel de referencia que eliges, a menudo el suelo.

¿En qué unidad se mide la energía?

En julios (J). 1 J es la energía de un objeto de 2 kg que se mueve a 1 m/s. Elige kJ, calorías o kWh en Resultado en.

¿Qué son la altura y la velocidad que aparecen bajo el resultado?

Conservación de la energía: un objeto en movimiento podría subir hasta h = v² ÷ 2g, y uno que cae llega abajo a v = √(2gh), sin contar el rozamiento ni la resistencia del aire.

¿Por qué importa la gravedad?

La energía potencial depende de la fuerza de la gravedad. La misma subida guarda más o menos una sexta parte de energía en la Luna.

¿La energía puede ser negativa?

La cinética, no. La potencial puede serlo si el objeto está por debajo del nivel de referencia; esta calculadora usa alturas de 0 o más.

Fuentes

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