La energía potencial elástica es la energía almacenada en un objeto cuando hay una tensión temporal en él, como en un resorte enrollado o una banda elástica estirada.
La energía se almacena en los enlaces entre los átomos. Los enlaces absorben energía a medida que se ponen bajo tensión y liberan la energía a medida que se relajan (cuando el objeto vuelve a su forma original).
¿Qué es la Energía Potencial Elástica?
La energía elástica es una forma de energía potencial, esta energía almacenada resulta de aplicar una fuerza para deformar un objeto elástico, como un resorte o una liga, la fuerza que actúa sobre los componentes es directamente proporcional a la distancia que se estira o comprime el elástico. Diversos objetos están diseñados específicamente para almacenar energía potencial elástica, por ejemplo: Un arquero que estira su arco, La liga de hule de una resortera, El muelle de un reloj de cuerda, Una pelota de goma, etc.
¿Cómo se produce la energía elástica?
Una fuerza que actúa sobre un objeto puede hacer que cambie temporalmente su forma, como cuando estiras una banda elástica o aplastas una bola blanda con la mano.
Cuando esto sucede, la energía elástica puede almacenarse en el objeto, lista para ser liberada cuando el objeto vuelve a su forma original, cuando suelta la banda elástica o afloja el agarre sobre la bola de goma.
¿Cómo se calcula la energía potencial elástica?
La energía almacenada en un resorte u otro material elástico alargado o comprimido se denomina energía potencial elástica, Ep, y esta se calcula aplicando la siguiente ecuación:
Formula de la energía elástica
Las unidades de la constante K son kg/s2, y al multiplicarlas por las unidades del cambio de longitud x en el SI (m), se obtienen unidades de fuerza (kg × m/s2 = newton).
La energía potencial elástica almacenada en un resorte es cero cuando el resorte no está alargado ni comprimido (x = 0). Se almacena energía en un resorte sólo cuando el mismo está alargado o comprimido. Por otra parte, la energía potencial elástica es máxima cuando el resorte ha alcanzado su máxima compresión o extensión. Para terminar, la energía potencial de un resorte siempre es positiva por que es proporcional a x2
Ejemplos de energía elástica
Algunos materiales poseen energía potencial elástica, aunque algunos tienen más que otros. Los resortes, los materiales de polietileno como el caucho tienen una energía potencial más elástica que los productos de madera y metal. Los materiales con capacidad de flexión o estiramiento tienen más energía potencial elástica
Como hemos visto, la energía elástica se puede encontrar en cosas como bandas elásticas, bolas blandas, un arco y una flecha, y resortes enrollados. También se puede encontrar en catapultas y hondas.
¿Puedes pensar en otros objetos que puedan estirarse o aplastarse para producir energía elástica?
Aplicaciones de la energía potencial elástica
El trampolín
Un trampolín es un ejemplo perfecto de energía potencial elástica.
Aquí hay una descripción de lo que sucede cuando una persona salta sobre un trampolín.
- Un trampolín es una pieza de material flexible sostenida en su lugar por un conjunto de resortes. Cuando no está en uso, la energía potencial elástica es casi cero.
- Supongamos que una persona sube al trampolín y salta. El peso de la persona a la altura del salto tiene energía potencial gravitatoria.
- Al descender, la energía gravitacional se transfiere a la energía cinética (energía en un objeto en movimiento). Cuando la persona aterriza en el trampolín, la energía cinética de la persona obliga a los resortes a estirarse. En este punto, la energía cinética se transfiere y se almacena momentáneamente en los resortes del trampolín y la superficie como energía potencial elástica.
- ¿Qué pasa después? Aquí se realizan dos tipos de trabajo: primero, los resortes absorben el impacto del aterrizaje de la persona. En segundo lugar, la energía potencial elástica se libera de nuevo en la persona cuando salta otra vez.
Entonces:
La energía elástica es la energía almacenada en un objeto debido a una fuerza que cambia temporalmente su forma, como aplastamiento o estiramiento.
La energía potencial es la energía que se almacena en un objeto o sustancia. La energía elástica es una forma de energía potencial, de hecho, a menudo se la denomina «energía potencial elástica».
¿Sabias que?
¡Puedes producir tu propia energía elástica estirando un músculo!
En Resumen:
La energía elástica es la energía almacenada en los objetos cuando están sometidos a una tensión temporal, como ser estirados o aplastados. La energía se libera cuando el objeto vuelve a su forma original.