Otras carreras Energía potencial

[eugeniojuan]

Primero, saludar al foro ya que es mi primer mensaje. Segundo, disculpad mi ignorancia, sobre todo en los términos que pueden ser ambiguos, ya que no me dedico a la física. Tercero, dar las gracias de antemano por vuestras respuestas que, seguro, me harán más sabio.

El caso es que, hablando con mi padre (con más base en física que yo) sobre la energía potencial surge el siguiente debate:
Él, del lado de la opinión general, mantiene que al elevar un objeto y dejarlo en equilibrio (reposar) sobre cierta altura (en nuestro debate, una cuchara sobre una jarra de gazpacho) la energía aplicada no se pierde sino que se transforma en energía potencial que conserva el objeto hasta que se devuelva "cayendo" gracias a la gravedad (por ejemplo al quitar la jarra)
Mi planteamiento es el siguiente: si elevo el objeto (en nuestro caso, la cuchara) hasta el espacio, libre de la gravedad de La Tierra, ¿sigue manteniendo el objeto esa energía potencial? se supone que sí para no violar la simetría pero ¿y si ahora cae en Júpiter? No es la misma energía potencial...
Mi padre indica que con un objeto en el espacio hablaríamos de energía cinética (velocidad)
Veámoslo de otro ángulo: dos objetos iguales (dos cucharas p.e.) con la misma velocidad en el espacio con, presumiblemente, energía potencial cero; una cae en La Tierra y la otra en Júpiter (obviemos las atmósferas para el ejemplo) "caen con energía diferente" y no veo eso de que la energía potencial "esté latente en el objeto"

Entonces, planteo el siguiente supuesto (para que lo derribéis): En lugar de pensar que un objeto en reposo en La Tierra (sería en su Centro) tiene energía potencial cero y la adquiere conforme lo elevemos aplicandole energía... Supongo que el objeto en el espacio (libre de atracciones gravitacionales) tiene energía potencial cero y conforme "cae" a un planeta tiene energía potencial negativa (planteo que cualquier objeto sujeto a la gravedad terrestre tiene energía potencial negativa) y conforme lo elevemos (le aplicamos energía para hacerlo) gana energía potencial hasta llegar a cero en el espacio y no se rompería así la simetría en la transferencia de energía (el ejemplo de elevar un objeto desde la Tierra para que caiga en Júpiter)

Por último, mi padre plantea que, al elevar el objeto al espacio "se pierde" esa energía potencial para "ganar" entropía.

Por favor, iluminadme y muchas gracias.

[arivasm]

Re: Energía potencial

Tu mensaje tiene un número importante de errores de concepto, por lo que te convendría antes aclararlos.

si elevo el objeto (en nuestro caso, la cuchara) hasta el espacio, libre de la gravedad de La Tierra, ¿sigue manteniendo el objeto esa energía potencial?

La Luna, por ejemplo, que está en el espacio, no está libre de la gravedad de la Tierra. Para que fuese así tendrías que alejar la cuchara una distancia infinita.

La energía potencial no es una magnitud asociada a los objetos, sino a las fuerzas que, como sabes (piensa en la 3ª ley de Newton) son debidas a pares de objetos. En este caso, la energía potencial del peso de la cuchara está asociada a la Tierra y la cuchara, y depende de las distancias entre ambos cuerpos.

Si, como haces más adelante, tomas en consideración también la atracción gravitacional de Júpiter, entonces desde el principio debes tomar en consideración también la parte del peso de la cuchara debida a dicha interacción.

se supone que sí para no violar la simetría

¿Qué simetría?

Mi padre indica que con un objeto en el espacio hablaríamos de energía cinética (velocidad)

No. La energía cinética la posee cualquier objeto que esté en movimiento. Esté donde esté.

dos objetos iguales (dos cucharas p.e.) con la misma velocidad en el espacio con, presumiblemente, energía potencial cero; una cae en La Tierra y la otra en Júpiter (obviemos las atmósferas para el ejemplo) "caen con energía diferente" y no veo eso de que la energía potencial "esté latente en el objeto"

Del mismo modo que la energía cinética depende del sistema de referencia (del observador, para entendernos), pues así sucede con la velocidad, también la energía potencial es relativa, en el sentido de que hay una elección previa a su uso. Nada impide que tomes el cero de la energía potencial gravitatoria en la superficie de la mesa de tu cocina. No hace falta que sea un lugar del espacio.

Tampoco hace falta que te vayas a Júpiter. En un autobús van sentadas dos personas de diferente masa. Sus energías cinéticas son diferentes. ¿Qué problema hay en ello?

Con respecto a la energía potencial como algo latente en el objeto el primer matiz es el que señalé antes: es una magnitud asociada como mínimo con dos objetos. Por lo demás, es un punto de vista clásico, pero válido, debido a la conservación de la energía, es interpretar la energía potencial como una forma de energía que podrá convertirse en otra. No es diferente de pensar que la energía química almacenada en el sistema formado por un papel y el aire podrá convertirse en otra forma de energía al producir la combustión.

un objeto en reposo en La Tierra (sería en su Centro) tiene energía potencial cero

Como dije antes, eso es correcto si te empeñas en que ese lugar sea el cero de la energía potencial gravitatoria.

y la adquiere conforme lo elevemos aplicandole energía...

No es que esté mal lo que escribes, pero aclarar que no hace falta que sea así. Cuando lanzas un objeto verticalmente hacia arriba simplemente hay una transferencia entre energía cinética y potencial gravitatoria. No hay nada aplicándole energía.

Supongo que el objeto en el espacio (libre de atracciones gravitacionales) tiene energía potencial cero y conforme "cae" a un planeta tiene energía potencial negativa (planteo que cualquier objeto sujeto a la gravedad terrestre tiene energía potencial negativa) y conforme lo elevemos (le aplicamos energía para hacerlo) gana energía potencial hasta llegar a cero en el espacio y no se rompería así la simetría en la transferencia de energía (el ejemplo de elevar un objeto desde la Tierra para que caiga en Júpiter)

¿Por qué entrecomillas "cae"?. ¿Simetría?

Lanza un objeto verticalmente y observa su vuelo: en la parte ascendente la energía se convierte de cinética a potencial y en la descendente de potencial a cinética.

Por último, mi padre plantea que, al elevar el objeto al espacio "se pierde" esa energía potencial para "ganar" entropía.

Aquí estás mezclando cosas. A lo que se refiere tu padre es que inevitablemente parte de la energía se degrada en forma de calor. Pero para ello deben intervenir más fuerzas (de tipo no conservativo) que la gravitatoria.

Creo que la idea de entropía aún te queda un tanto lejos. Entérate antes bien de qué es la energía.

Por cierto, un consejo: escucha más a tu padre (sus explicaciones) y trata menos de rebatirle, al menos en cuestiones físicas!

Un saludo.

[eugeniojuan]

Re: Energía potencial

Para que fuese así tendrías que alejar la cuchara una distancia infinita.

La energía potencial no es una magnitud asociada a los objetos, sino a las fuerzas que, como sabes (piensa en la 3ª ley de Newton) son debidas a pares de objetos. En este caso, la energía potencial del peso de la cuchara está asociada a la Tierra y la cuchara, y depende de las distancias entre ambos cuerpos.

Aquí está la clave, desde luego. Esta es la idea que me faltaba.

¿Qué simetría?

Perdón, la expresión correcta es conservación de la energía (en todos los casos que en este texto usé la palabra simetría)

¿Por qué entrecomillas "cae"?.

Porque debería ser atrae.

Lanza un objeto verticalmente y observa su vuelo: en la parte ascendente la energía se convierte de cinética a potencial y en la descendente de potencial a cinética.

Creo que la idea de entropía aún te queda un tanto lejos. Entérate antes bien de qué es la energía.

Puede no parecerlo, pero entiendo el concepto de entropía, al menos superficialmente . Donde fallo es en la mecánica clásica y sí, debo enterarme bien sobre qué es la energía.

Por cierto, un consejo: escucha más a tu padre (sus explicaciones) y trata menos de rebatirle, al menos en cuestiones físicas!

Así lo haré, gracias, sólo es que nos gusta contrastar ideas para generar el debate. Hablar de ciencias es un placer que tenemos.

[arivasm]

Re: Energía potencial

entiendo el concepto de entropía, al menos superficialmente .

Evidentemente, como no te conozco, no puedo contradecirte. Pero quizá sea uno de los conceptos más difíciles de la Física. Una de mis recomendaciones favoritas para entender la esencia de la entropía es el vídeo que recomiendo en este otro hilo: http://forum.lawebdefisica.com/threa...y-probabilidad

debo enterarme bien sobre qué es la energía.

Aunque menos complicado que el concepto de entropía, también tiene sus pequeños intríngulis. Para que me entiendas piensa en el concepto de energía cinética. Usualmente nos dicen que es la energía que tiene un cuerpo por estar en movimiento. Si te fijas, no te han explicado nada, sólo la palabra cinética (=relacionado con los cuerpos en movimiento). Yo siempre pongo el ejemplo de que no es muy diferente a decir "tuturufrasto dorado es el tuturufrasto de los cuerpos de color oro"; no explico lo que es tuturufrasto (no existe, me lo invento para explicar a qué me refiero).

Si te interesa el tema el punto inevitable de partida es el concepto de trabajo.

Hablar de ciencias es un placer que tenemos.

Estoy absolutamente seguro de ello. Aquí nos sucede lo mismo. Eso sí, en tu caso el placer será doble: por el tema y por el interlocutor.

Un saludo y cuenta con nosotros para compartir ese placer.

[skynet]

Re: Energía potencial

Mi planteamiento es el siguiente: si elevo el objeto (en nuestro caso, la cuchara) hasta el espacio, libre de la gravedad de La Tierra, ¿sigue manteniendo el objeto esa energía potencial? se supone que sí para no violar la simetría pero ¿y si ahora cae en Júpiter?

en realidad, la energía potencial no la adquiere o la pierde el objeto, la adquiere o la pierde el campo gravitatorio ..... el campo gravitatorio de la Tierra tiene una energía, cuando un cuerpo cae a la Tierra, el campo gravitatorio pierde una cantidad de energía que se transforma en energía cinetica del objeto ....

fíjate que cuando un cuerpo cae, el campo realiza trabajo sobre el objeto (las fuerzas del campo tienen el mismo sentido que la velocidad del objeto), por eso el campo pierde energía y el objeto la gana y ese trabajo es igual a la energía cinetica que adquiere el objeto ..... es parecido a lo que pasa cuando un objeto es impulsado por un muelle que estaba inicialmente comprimido, las fuerzas del muelle hacen trabajo sobre el objeto aumentando su energía cinética y con ello la energía potencial elástica del muelle disminuye .... la energía potencial del muelle se transforma en enegía cinética del objeto

pero cuando tú elevas un objeto, lo que estás haciendo es aumentar la energía del campo gravitatorio terrestre, fíjate que cuando elevas un objeto, tú estas haciendo trabajo en contra de las fuerzas del campo, es decir, tú haces trabajo sobre el campo, por lo que es el campo, no el objeto, quien recibe esa energía ..... esto es equivalente a si tú presionas el objeto contra un muelle, comprimiéndolo, en ese caso tú haces trabajo contra las fuerzas del muelle y es la energía potencial elástica del muelle la que aumenta, no la del objeto, es el muelle, no el objeto, quien recibe esa energía.

si el objeto cae en Juìter pasa lo mismo ... la energía potencial es una forma de designar la energía del campo gravitatorio que ha variado cuando varías la altura de un objeto ....

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Por último, mi padre plantea que, al elevar el objeto al espacio "se pierde" esa energía potencial para "ganar" entropía.

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.... eso no tiene mucho sentido .... si con "ganar" entropía te refieres a generarla, lo entropía sólo se genera por irreversibilidades y que un objeto se pierda en el espacio profundo no es una irreversibilidad .... además de que esa energía no "se pierde", se queda en el campo gravitatorio, como ya he dicho, esa energía no la adquiere el objeto, la adquiere el campo.