88. LA ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA
Curso de Física para el grado 4° de Educación Secundaria Obligatoria (ESO) en España.
Clase No. 88: La Energía Potencial Gravitatoria.
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 gravitatoria es la que posee un cuerpo en función de su posición, más exactamente de su altura con relación a un nivel de referencia previamente establecido. Vamos a explicar esto con esta pelota. Si nosotros fijamos como nivel de referencia la mano y colocamos la pelota allí, vemos que la pelota queda perfectamente en reposo, entonces no tiene la posibilidad de caer. Pero si bajamos la mano y ahora nuestro nivel de referencia está en este sitio y la pelota está donde la teníamos originalmente y la liberamos vemos que ya cae porque tiene una energía acumulada con la cual es capaz de ponerse en movimiento y porque hace parte del campo gravitacional terrestre. Entonces vamos a demostrar la expresión para la energía potencial gravitatoria de la siguiente manera. Suponemos un cuerpo de masa N que vamos a dejar caer, es decir, velocidad inicial igual a cero y vamos a dibujarlo en este sitio cuando ha caído una distancia H. Vamos a llamar esta altura H, la distancia que ha recorrido. Entonces para que el cuerpo caiga es necesario la presencia de una fuerza. En este caso recordemos que la fuerza que hace que este cuerpo caiga es el peso y recordemos que el peso es igual al producto de la masa por la gravedad terrestre. Esa fuerza estaría presente también aquí, el peso que es masa por gravedad. Entonces vemos que la fuerza que es el peso ha movido el cuerpo una distancia que es H. Entonces vamos a la expresión del trabajo de una fuerza. Recordemos, trabajo realizado por una fuerza es igual al producto de la fuerza, de la magnitud de la fuerza, por el desplazamiento, por el coseno del ángulo que forman estos dos vectores. El vector fuerza y el vector desplazamiento. En este caso la fuerza será el peso y el desplazamiento es un vector dirigido hacia abajo. Como ambos vectores tienen la misma dirección y sentido entonces el ángulo entre ellos será de 0 grados. Y recordemos que el coseno de 0 grados equivale a 1. Por lo tanto el trabajo de la fuerza F será nuestra fuerza es el peso. Podríamos cambiar entonces aquí, trabajo realizado por el peso. Aquí cambiamos la fuerza por el peso, pero el peso equivale a masa por gravedad y el desplazamiento que sería H lo sustituimos allí también. El trabajo realizado para mover el objeto desde aquí hasta acá. Teniendo en cuenta que nuestro nivel de referencia está aquí en la parte baja. Si por acá está nuestro nivel de referencia, entonces nos da la energía que tiene el cuerpo en el momento en que fue liberado. Es decir, la energía que hace capaz a este cuerpo de descender y de ponerse en movimiento. Entonces ese trabajo es el que corresponde a la energía potencial gravitatoria que tiene acumulado el cuerpo en este sitio con relación a este nivel de referencia. Entonces vamos a destacar la formulita, la expresión para la energía potencial gravitatoria que vamos a denotar con sus iniciales. Entonces, energía potencial gravitatoria es igual al producto de la masa por la gravedad por la altura que tiene el cuerpo con relación a un nivel de referencia previamente elegido. Veamos las unidades de cada una de estas variables en el sistema internacional o el sistema MKS. La masa va en kilogramos, la gravedad la tomamos en metros sobre segundo cuadrado, la altura en metros y la energía, entonces, energía potencial gravitacional irá en joules o julios. Es la unidad correspondiente a la energía en el sistema internacional.
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