Este documento explica los principios teóricos de la energía potencial elástica y gravitatoria. La energía potencial elástica de un sistema formado por un objeto y un resorte depende directamente de la constante elástica del resorte y de cuánto se estira o comprime el resorte. La energía potencial gravitatoria entre dos objetos depende de sus masas y de cuán separados estén, siendo mayor entre más masa tengan y más separados estén. Finalmente, la energía potencial en un sistema puede transformarse en energía cin

1. PRINCIPIOS TEORICOS
Energía Potencial Elástica
En los sistemas formados por un objeto que interacciona con algo elástico,como un resorte o una liga,
la fuerza que actúa sobre los componentes del sistema es directamente proporcional a la distancia que
el elástico seestira o secomprime. Si un peso de 10 N colgado de un resorte provoca que se estire 5 cm,
un peso de 20 N causaráqueel resorte se estire 10 cm.
La relación entre la magnitud de la fuerza (F) y el cambio en la longitud del medio elástico (x) puede
expresarsecomo: F = K x donde K es una constante que tiene un valor distinto para cada cuerpo elástico
y es una medida de su rigidez.Entre más grande sea el valor de K, para un resorte por ejemplo, mayor
fuerza habrá que aplicarpara estirarlo o comprimirlo una distanciax.
Las unidades de la constante K son kg/s2,y al multiplicarlas por lasunidades del cambio delongitud x en
el SI (m), se obtienen unidades de fuerza
La en(kg × m/s2 = newton). ergía potencial de un sistema formado por un medio elástico en contacto
con otro cuerpo también depende de los valores de K y del cambio de longitud x. En particular,es mayor
entre más rígida es la parte elástica y entre más se deforma, pues eso haceque el si stema pueda
adquirir mayor energía cinética cuando sesuelte. Cuando disparasuna ligapara golpear un objeto, ¿qué
prefieres, una liga dura o una blanda?,¿la estirasmucho o poco?
Para evaluar la energía potencial elástica (Ep) del sistema es necesario tomar el siguienteproducto:

2. Así, al comprimir 2 × 102 m (2 cm) el resorte de una pistola dedardos,con una constante elástica K = 4 ×
102 kg/s2,la energía potencial elástica queadquierees: Este valor da una idea de la energía cinética que
puede adquirir el dardo al ser disparado.Como puedes ver, la energía potencial elástica también se
mide en joules en el Sistema Internacional deUnidades,lo mismo que cualquier otra forma de energía,
por lo que el joulese considera la unidad demedida de la energía en el SI.
Energía Potencial Gravitatoria
Para desarrollar el concepto de energíapotencialgravitatoria, consideramosinicialmenteun sistema
formado por dos cuerpos(demasas m1 y m2) separados a unacierta distancia(r).Podemos entender que
dicho sistema tieneenergía potencial deorigen gravitatorio,pensando que,si sefijaa uno cualquieradelos
cuerpos y sedeja libreal otro,laacción dela fuerzagravitatoria haráal cuerpolibreavanzarcada vezmás
rápido hacia el otro.Estesería un proceso"espontáneo"(impulsado por lasfuerzasgravitatoriasdel sistema
que forman ambos cuerpos) en el quela energía potencialgravitatoriainicial dedicho sistema disminuye, a
la vezque aumenta la energía cinética.
De acuerdo con esto,la energía potencial gravitatoria,ademásdedepender de las masasdeambos cuerpos,
es mayor cuanto más separadosestén.Su expresión (deducción en este documento) es:
Su valor equivale(con signo opuesto) al del trabajo mínimo quetendría querealizar unafuerza exteriorpara
alejara lasmasasdel sistema completamente(hastauna separación infinita)
La energía potencial gravitatoriasólo toma valores negativos,en coherencia con el hecho de que la
fuerza gravitatoria es siemprede atracción.La definición genérica de energía potencial requiere
considerar queotras interacciones (por ejemplo, la fuerza eléctrica) pueden ser también de repulsión y,
para ese caso,la energía potencial es positiva.Con este criterio,el valor máximo de la energía potencial
gravitatoria es cero y correspondea una separación infinita entre los cuerpos.
MATERIALES:
1Balanza

3. Soporte universal
Juego de pesas

4. Resortes
1 Clamp
Portapesas

5. OBJETIVOS
 Investigarsobre loscambiosde energíapotencial elásticaenunsistemabloque-
resorte.
 Establecerdiferenciasentrelasenergíaspotencialeselásticaygravitatoria.
 Comprobar experimentalmente la conservación de la energía
mecánica.
 Analizar los cambios de energía potencial en energía cinética.
 Analizar las transformaciones de energía potencial gravitaría en
energía elástica.