Significado de Energía potencial

Sustantivo femenino. De «energía», del griego energeia, y «potencial», del latín potentialis, derivado de potentia, «poder» o «capacidad».

La energía potencial es la energía que almacena un cuerpo por la posición que ocupa en un campo de fuerzas o por su estado interno, y que puede transformarse en otro tipo de energía.

Sus formas más comunes son la energía potencial gravitatoria, ligada a la altura, y la energía potencial elástica, ligada a la deformación de un material.

Qué es la energía potencial

La energía potencial gravitatoria, cerca de la superficie terrestre, se calcula con la fórmula Ep = m·g·h, donde m es la masa del cuerpo, g la aceleración de la gravedad y h la altura respecto de un nivel de referencia. Ese nivel de referencia se elige de forma arbitraria: lo importante casi siempre no es el valor absoluto de la energía potencial, sino su variación entre dos puntos.

La energía potencial elástica, por su parte, depende de cuánto se deforma un material elástico respecto de su posición de equilibrio; para un resorte que cumple la ley de Hooke, se calcula con Ep = ½·k·x², donde k es la constante elástica del material y x la deformación.

También existe energía potencial química, almacenada en los enlaces de las moléculas y liberada o absorbida durante una reacción química, y energía potencial eléctrica, la que tiene una carga por su posición dentro de un campo eléctrico. En todos los casos, la energía potencial se mide en julios (J) en el Sistema Internacional y es una magnitud escalar.

Su estudio corresponde a la mecánica clásica y, en el caso de la energía potencial química, también a la química.

Origen de la expresión energía potencial

«Energía» viene del griego energeia, «actividad» u «obra en marcha». «Potencial» procede del latín potentialis, derivado de potentia, «poder» o «capacidad»: literalmente, «energía en capacidad de manifestarse», frente a la energía cinética, ya manifestada en el movimiento.

La expresión se atribuye al ingeniero y físico escocés William John Macquorn Rankine, que a mediados del siglo XIX propuso el término «energía potencial» para nombrar la energía almacenada por la posición o el estado de un sistema, en contraste con la energía asociada al movimiento.

Tipos de energía potencial

Tipo	En qué consiste	Ejemplo
Gravitatoria	Depende de la masa del cuerpo, la altura y la intensidad del campo gravitatorio.	El agua embalsada en la parte alta de una presa.
Elástica	Depende de la deformación de un material elástico respecto a su posición de equilibrio.	Un resorte comprimido o un arco tensado.
Química	Almacenada en los enlaces de las moléculas; se libera o se absorbe en una reacción química.	La energía contenida en un combustible o en los alimentos.
Eléctrica	La que tiene una carga eléctrica por su posición dentro de un campo eléctrico.	La carga acumulada en un condensador.

Ejemplos de uso de energía potencial

Un objeto situado en lo alto de un armario tiene más energía potencial gravitatoria que el mismo objeto en el suelo.

Al tensar la cuerda de un arco, se acumula energía potencial elástica que se transforma en energía cinética de la flecha al soltarla.

Los alimentos almacenan energía potencial química que el cuerpo libera durante la digestión.

Una central hidroeléctrica aprovecha la energía potencial del agua embalsada para generar electricidad.

Una pila almacena energía potencial química que se convierte en energía eléctrica al conectarla a un circuito.

Sinónimos y palabras relacionadas

Sinónimos: no tiene sinónimos exactos, por ser un término técnico de la física.

Antónimos: no tiene antónimo estricto, aunque suele contraponerse a la energía cinética.

No es lo mismo que:

Energía cinética: depende del movimiento del cuerpo, no de su posición o su estado; un objeto en reposo puede tener energía potencial pero no cinética.
Fuerza: es la interacción capaz de modificar la energía potencial de un cuerpo, como la gravedad o la tensión de un resorte, no la energía en sí misma.
Trabajo: es la transferencia de energía asociada a una fuerza; el trabajo realizado contra una fuerza conservativa se almacena como energía potencial.

Preguntas frecuentes sobre la energía potencial

¿Cuál es la fórmula de la energía potencial gravitatoria?

Ep = m·g·h, donde m es la masa del cuerpo, g la aceleración de la gravedad y h la altura respecto de un punto de referencia elegido de forma arbitraria.

¿Por qué se dice que la energía potencial depende de un punto de referencia?

Porque su valor absoluto no tiene sentido físico por sí solo: lo relevante es la diferencia de energía potencial entre dos posiciones, que no cambia aunque se elija otro nivel de referencia.

¿Qué diferencia hay entre energía potencial y energía cinética?

La potencial depende de la posición o el estado de un cuerpo; la cinética depende de su movimiento. Ambas pueden transformarse una en la otra, como ocurre al caer un objeto desde una altura.