En un sistema físico,
la energía potencial es la energía que mide la capacidad
que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en
función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del
trabajo que un sistema puede entregar. Suele abreviarse con la letra
o
.
o.
La
energía potencial puede presentarse como energía potencial gravitatoria, energía potencial electrostática, y energía potencial elástica.
Energía potencial asociada a campos de
fuerzas
La energía potencial puede definirse
solamente cuando la fuerza es conservativa.
Si las fuerzas que actúan sobre un cuerpo son no conservativas, entonces no se
puede definir la energía potencial, como se verá a continuación. Una fuerza es
conservativa cuando se cumple alguna de las siguientes propiedades:
·
El trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente del
camino recorrido.
·
El trabajo realizado por la fuerza para cualquier camino cerrado es
nulo.
Se puede demostrar que todas las
propiedades son equivalentes (es decir, que cualquiera de ellas implica la
otra). En estas condiciones, la energía potencial se define como:
Si las fuerzas no son
conservativas no existirá en general una manera unívoca de definir la anterior
integral. De la propiedad anterior se sigue que si la energía potencial es
conocida, se puede obtener la fuerza a partir del gradiente de U:
También
puede recorrerse el camino inverso: suponer la existencia una función energía
potencial y definir la fuerza correspondiente mediante la fórmula anterior. Se
puede demostrar que toda fuerza así definida es conservativa.
La
forma funcional de la energía potencial depende de la fuerza de que se trate;
así, para el campo gravitatorio (o eléctrico), el resultado del
producto de las masas (o cargas) por una constante dividido
por la distancia entre las masas (cargas), por lo que va disminuyendo a medida
que se incrementa dicha distancia.
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