98. LA ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 98: La Energía Potencial Elástica.
Tema: Energía y Trabajo.
Video producido por Julioprofe en asociación con el proyecto educativo CIBERMATEX (http://cibermatex.net).

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 La energía potencial elástica es la que acumula un cuerpo, como su nombre lo dice, elástico, que puede ser deformado, como por ejemplo un resorte. Vamos a explicarla justamente con el caso de un resorte. Entonces vamos a suponer un resorte que se encuentra originalmente en su posición de relajamiento, es decir, con su longitud natural. Y vamos a suponer que en la segunda imagen el resorte es estirado. Es estirado por acción de una fuerza. Entonces aquí tenemos una fuerza externa que ha estirado el resorte y que lo ha llevado desde esta posición hasta esta, una distancia x, es decir, ha presentado una deformación, un elongamiento. Y vamos a suponer también en la tercera imagen que el resorte puede ser comprimido. Entonces el resorte es comprimido mediante la aplicación de una fuerza, en este caso hacia la izquierda, que lleva el resorte desde esta posición, de la posición natural hasta este punto, también una distancia que vamos a llamar x. Esa distancia la contamos desde la posición de relajamiento del resorte. Llamamos como referencia este puntico de color negro. En todos estos casos vemos que ha habido aplicación de una fuerza y esa fuerza es directamente proporcional a la deformación que presenta el resorte, bien sea estiramiento o bien sea compresión. Entonces la fuerza que se aplica a un resorte, como decíamos, es directamente proporcional a la deformación, para que esto se convierta en una igualdad, entonces aparece una constante. Entonces nos queda que la fuerza aplicada al resorte es igual a una constante que se llama constante elástica multiplicada por la deformación. Esta relación es lo que se conoce en física como la ley de Hooke, para los resortes. Muy bien, la energía potencial elástica como decíamos es la que acumula por ejemplo el resorte en el momento de ser estirado o en el momento de ser comprimido. Si estiramos el resorte, el acumula una energía tal que si suspendemos la fuerza, él es capaz de regresar a su posición original y viceversa, si lo comprimimos y suspendemos la fuerza, él trata de regresar a su posición original porque ha acumulado una energía. Esta energía potencial elástica se determina con la siguiente expresión, vamos a llamarla EPE, con sus iniciales, y es igual a un medio de la constante elástica por la deformación que presenta el resorte elevada al cuadrado. Con esta expresión entonces calculamos la energía potencial elástica acumulada por un resorte que ha sido deformada. Veamos las unidades, las unidades de la constante elástica deben ser newtons sobre metro, sale de la ley de Hooke, la que mencionábamos hace un momento. Si nosotros tenemos que fuerza es igual a constante elástica por deformación y despejamos la constante elástica, nos queda fuerza sobre deformación. En el sistema internacional la fuerza está en newtons y la deformación por ser una distancia está en metros, entonces por eso k nos queda en newtons sobre metros. Y la deformación, es decir, x debe ir en metros por tratarse de una distancia, para que la energía potencial elástica por tratarse de una forma de energía nos quede en joules o julios que es la unidad de energía en el sistema internacional.
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