Nivel: Intro · Física · Después de trabajo y caída libre · 12–13 minutos
Respuesta corta: usa energía cinética cuando el cuerpo se mueve (depende de la masa y de v²). Usa energía potencial gravitatoria cuando está a cierta altura (depende de m, g y h). Un objeto puede «guardar» potencial arriba y convertirla en cinética al bajar; la suma Ec + Ep se conserva en el modelo ideal sin roce.
Ya viste trabajo W ≈ mgh al subir una mochila. Aquí separas dos formas de energía mecánica con una tabla, casos cotidianos (bola, skate, resorte) y una recomendación según tu perfil.
Tabla comparativa: cinética vs potencial gravitatoria
| Criterio | Energía cinética (Ec) | Energía potencial gravitatoria (Ep) |
|---|---|---|
| Idea | «Energía del movimiento» | «Energía por la posición / altura» |
| Fórmula escolar | Ec = ½ m v² | Ep = m g h |
| Unidad | julio (J) | julio (J) |
| Si v = 0 | Ec = 0 | Puede ser ≠ 0 si hay altura |
| Si h = 0 (nivel elegido) | Puede ser ≠ 0 si se mueve | Ep = 0 en ese nivel |
| Depende de | m y v (v al cuadrado) | m, g y h |
| Ejemplo | Auto en marcha; pelota lanzada | Libro en un estante; agua en una torre |
| Al bajar una rampa (sin roce) | Aumenta | Disminuye |
Atajo: al doble de velocidad, Ec se multiplica por 4 (porque va v²). Al doble de altura, Ep se duplica (lineal con h).
Caso 1: bola en el estante vs bola rodando
Una bola quieta a 1,5 m del suelo tiene Ep = m g h (elige m = 2 kg, g = 10): Ep = 2 × 10 × 1,5 = 30 J y Ec = 0. La misma bola rodando a 3 m/s en el suelo (h = 0): Ec = ½ × 2 × 9 = 9 J y Ep = 0. Son situaciones distintas: una «guarda» por altura; la otra, por movimiento.
Caso 2: skate en la rampa
En el punto más alto casi no te mueves: mucha Ep, poca Ec. A mitad de bajada ya vas rápido: Ep bajó, Ec subió. Abajo del todo (nivel h = 0) la Ep gravitatoria es mínima y la Ec es máxima (si ignoras roce). El roce «roba» energía mecánica y la convierte en calor: por eso no vuelves exactamente a la misma altura.
Caso 3: resorte o juguete saltarín
Además de la potencial gravitatoria existe la potencial elástica (resorte comprimido o estirado). No hace falta la fórmula aún: reten que «está guardada en la deformación» y al liberarse se transforma en cinética (y luego otra vez en gravitatoria si salta).
Mini-ejercicio: ¿cinética o potencial?
Pelota en el aire en el punto más alto de un tiro vertical (v ≈ 0) → casi solo potencial. Pelota justo antes de tocar el suelo → mucha cinética. Libro en el estante → potencial. Corredor a velocidad constante en llano → cinética (casi Ep constante).
Recomendación según perfil
- Estudiante: memoriza Ec = ½mv² y Ep = mgh; practica elegir el nivel h = 0.
- Docente: pide una tabla altura | velocidad estimada en tres puntos de una rampa.
- Autodidacta: filma un carrito bajando y marca fotogramas: más bajo → más rápido.
Para seguir: leyes de Newton en ejemplos cotidianos — las fuerzas explican por qué cambia la velocidad (y con ella la Ec).
