¿Qué es la energía gravitacional?

La energía gravitacional es conocida también como “energía potencial gravitatoria”, dicha energía está vinculada al campo de gravedad.

Puede que en principio no se entienda bien, pero esta energía gravitacional nos acompaña en todo momento de nuestras vidas y en todo lo que hagamos.

Desde el simple hecho de estar recostado en la cama o al caminar, todo lo que nos rodea se rige bajo la energía gravitacional, ya que sin ella todo estaría suspendido en el aire.

La ausencia de energía gravitacional haría que todo en nuestro entorno se viera y actuara como en las estaciones espaciales, es decir, estáticos en el espacio moviéndose solo con el contacto con otros objetos.

Cómo funciona la energía gravitacional                  

Para que exista la energía gravitacional debe haber como indica su nombre “gravedad”, para entender cómo funciona esta energía vamos a citar un ejemplo muy práctico.

La ubicación de un cuerpo o masa a una altura determinada con respecto al suelo o a una superficie plana y fija, la posición de dicha masa antes de caer ya ejerce esta energía potencial.

Pero hay otros factores que influyen, como es el tamaño o densidad de la masa, es decir, mientras más grande sea y a más altura esté, mayor energía gravitacional tendrá.

Cuando esa masa cae, deja de tener la energía gravitacional y lo que tiene es la energía cinética.

Podemos entender a la energía potencial gravitacional, también de la siguiente manera: cualquier objeto que esté dentro de un campo gravitatorio es susceptible de ejercer la energía gravitacional, dependerá de su ubicación y altura, si es capaz de realizar una acción en función a la gravedad, entonces se le puede asociar a dicha energía potencial gravitacional.

Cuando sostenemos con la mano alzada un balón, tiene energía potencial, cuando usamos una polea para levantar un objeto pesado, al momento de dejarla suspendida a determinada altura, tiene esta energía potencial.

Como dijimos antes, si estos objetos, al margen de la situación o lugar, caen, ejercen la energía cinética.

Esto pasa con todo lo que nos rodea en nuestro planeta, incluso la propia gravedad de la Tierra y la ubicación de su satélite natural: la luna, es un claro ejemplo de energía gravitacional.

Factores que inciden en la energía gravitacional

Es muy importante entender que cuando hablamos de energía gravitacional, nos referimos también a otras fuerzas y elementos del entorno que interactúan.

También podemos entender estos factores como las características de esta energía potencial, citamos las más importantes:

  • Como dijimos antes, la gravedad es un factor fundamental, con esto podemos saber que cualquier objeto en nuestro planeta tiene un grado de energía gravitacional.
  • Ese grado o valor, depende de la altura y masa del objeto.
  • El valor de la energía gravitatoria de un objeto normalmente se expresa en números positivos, aunque puede ser en negativo también, cuando está a un nivel de altura bajo cero.
  • La energía potencial gravitatoria puede bajar o incrementarse cuando el objeto está a menor o mayor altura.
  • Si tenemos en cuenta a lo que interactúa dentro de nuestro planeta, ese valor de la energía potencial gravitatoria, si bien es cierto es relativa y cambia, generalmente la diferencia es muy pequeña.

Cómo se calcula la energía gravitacional

Es posible que, en libros, páginas Web o en cualquier fuente de información encuentres símbolos y fórmulas que buscan explicar cómo se calcula esta energía potencial.

No es difícil entender estos cálculos, es cierto que algunos pueden ser más complejos, pero hay cosas muy básicas que nos sirven para entender y calcular la energía gravitacional de un cuerpo.

Esta fórmula es la usada para calcular la energía gravitacional:

Ep = m.g.h

Ahora explicamos qué significa:

Ep: se trata de la energía potencial del cuerpo o masa que tiene la energía gravitatoria.

m: se trata de la masa del objeto.

g: esta letra indica un valor que responde a la aceleración del objeto al caer, esto influido por la gravedad, su masa y altura.

h: es precisamente la altura a la que se ubica el objeto con respecto al suelo o superficie.

Ahora veremos un ejemplo práctico de cómo aplicar esta fórmula:

Suponiendo que tenemos una mochila llena de libros en lo alto de un gancho en la pared.

La mochila pesa 5 kg, la altura es de 3 metros, la aceleración expresada en ms2 (metros por segundo al cuadrado) ¿cómo podemos calcular la energía potencial gravitatoria de nuestra mochila?

m=  5 kg

g= 9,8 m/s2

h= 3 metros

Ep = 5 kg . 9,8 m/s2 . 3 metros

El resultado sería el siguiente: Ep= 147 J

La energía gravitacional se expresa de esa forma, con la letra J.

Debemos acotar que ésta fórmula es válida para espacios y distancias pequeñas, como dijimos antes hay cálculos y fórmulas más complejas, si los elementos dentro de un espacio abierto o cerrado son más grandes, mayor complejidad de cálculos se requerirá.

Uso de la energía gravitacional como fuente de energía

La energía gravitacional tiene mucho potencial para la generación de energía que se puede aplicar a diferentes campos.

Uno de los más conocidos en la actualidad es el que se le da en las centrales hidroeléctricas, estas centrales tienen estructuras en las cuales contienen en una base alta una importante cantidad de agua.

energía gravitacional

Al dejarla caer, el agua transforma su energía gravitacional a energía cinética, lo que permite generar energía eléctrica.

Los satélites en órbita hacen uso de la energía gravitacional y la energía cinética de una forma que les permite mantenerse en esa ubicación.

Vale decir, pueden operar con total libertad fuera de la atmósfera terrestre, aprovechando la gravedad de la Tierra para no alejarse. A la vez que no pueden aproximarse al planeta hasta el punto de colisionar.

energía gravitacional

Otro uso interesante de esta energía y que posiblemente muchos no sean conscientes que la están usando, es en la gimnasia y en deportes relacionados.

A través de los movimientos típicos de esta disciplina deportiva, se logra usar la energía gravitacional para realizar las impresionantes rutinas. Estas permiten al atleta permanecer instantes suspendido en el aire, para luego caer de forma firme y de pie. Por lo tanto, vemos también aquí el uso de la energía cinética.

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