Energía potencial elástica: qué es, fórmulas y ejemplos

La energía potencial elástica es una cantidad física escalar. En definitiva, es una acción provocada por materiales elásticos o flexibles sobre otros cuerpos.

La energía potencial elástica es una cantidad física escalar. En definitiva, es una acción provocada por materiales elásticos o flexibles sobre otros cuerpos.

Algunos ejemplos de materiales elásticos o flexibles son: resortes, elásticos y gomas.

Ya que la energía potencial elástica es directamente proporcional a la constante elástica ya la deformación que sufren los objetos elásticos.

Por tanto, a medida que aumentan, la energía potencial elástica también aumenta. Finalmente, el cálculo de la energía potencial elástica está relacionado con su constante  elástica  (k) con la  deformación que sufre el cuerpo (x).

Cálculo de la energía potencial elástica

La fórmula para calcular la energía potencial elástica de un cuerpo relaciona su constante  elástica  (k) con la  deformación que sufre el cuerpo (x). Entonces, la fórmula es:

Entonces, en la fórmula tenemos:

  • Y p es la energía potencial elástica (J – Joules)

  • k es la constante del resorte (N/m)

  • x es la deformación del objeto (m)

En resumen,  E p  es la medida de la cantidad de energía que almacena un cuerpo elástico que se encuentra bajo el efecto de una fuerza que lo deforma. Así, esta energía se mide en Joules (J).

Por otro lado,  k es una propiedad de cada material. Los materiales con una constante elástica alta tienden a ser más duros. Eso es porque necesitan recibir una gran intensidad de fuerza para sufrir alguna deformación.

Los materiales con constantes elásticas bajas pueden deformarse más fácilmente. Dado que la constante elástica se expresa en Newton  por  metro (N/m) .

Finalmente,  x es la medida de la deformación que sufre el cuerpo. Por ejemplo, si un resorte inicialmente tenía un tamaño de 20 cm y se estira a 25 cm, entonces su deformación será de 5 cm.

Finalmente, la unidad de medida de la deformación x. Sin embargo, siempre debe ser el metro (m). Así, si tuviéramos que hacer un cálculo con una deformación de 5 cm, tendríamos que utilizar el valor de 0,05 m.

Además, si se aumenta la longitud del cuerpo, x tendrá signo positivo. Pero si se disminuye su longitud, el signo de x debe ser negativo.

Aplicaciones en la vida cotidiana

La energía potencial elástica tiene aplicación, sobre todo, en su transformación en otras formas de energía o almacenamiento de energía cinética. Entonces, algunos ejemplos de esto en la vida cotidiana son:

1- Coches

Los parachoques de los coches están diseñados para que se deformen si sufren un impacto. Como resultado, almacenan energía cinética y la convierten en energía potencial elástica.

2- Calzado

Algunas zapatillas cuentan con resortes que reducen el impacto que sufre el movimiento. De esta manera, la energía cinética se convierte en energía potencial elástica.

3- Trampolín

Finalmente, en el trampolín se produce la deformación de los resortes y del material elástico, provocando energía potencial elástica. Luego se convierte en energía cinética y energía potencial gravitatoria.

Transformación

La energía potencial elástica sigue el principio de conservación de la energía. Por lo tanto, la energía siempre se conserva y no se puede crear ni destruir.

Es por eso que se puede convertir en otras formas de energía, como energía cinética y/o energía potencial gravitatoria.

Ventajas y desventajas de este tipo de energía

Este tipo de energía tiene pros y contras. Por ejemplo:

  • La ventaja de este tipo de energía es la reducción del impacto causado por el movimiento.

  • Por otro lado, la desventaja es que convierte la energía lentamente. Esto en comparación con la energía potencial gravitacional.

Diferencias entre energía potencial elástica y gravitatoria

Los dos tipos son formas de energía potencial relacionadas con diferentes aspectos. Por lo tanto, tenemos que:

  • La energía potencial elástica está relacionada con la acción de resortes y objetos elásticos sobre los cuerpos.

  • La energía potencial gravitatoria, por su parte, está asociada a la variación de altura de los cuerpos que se encuentran en una región con campo gravitatorio.

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