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Calculadora de energía cinética

Calcula la energía cinética (½mv²) o la energía potencial gravitatoria (mgh) y despeja cualquier variable que falte, con masa, velocidad, altura y energía en las unidades que uses. Todo funciona de forma privada en tu navegador.

Última actualización:

EC = ½ m v²

Ejemplos:
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Cómo usar Calculadora de energía cinética

  1. Elige una pestaña: Energía cinética para objetos en movimiento o Energía potencial para la altura sobre el suelo.
  2. Elige qué despejar con los botones Resolver para, p. ej. Energía, Masa, Velocidad o Altura.
  3. Introduce los valores conocidos y elige una unidad junto a cada uno (kg o lb, km/h o mph, m o ft).
  4. Lee la respuesta en el campo resaltado y en la tarjeta de resultado; cambia su unidad para convertirla al instante.
  5. Revisa el desarrollo en la solución paso a paso y pulsa Copiar resultado para pegarlo en tus notas.

Fórmulas de la energía cinética y potencial

La energía cinética es la energía que tiene un objeto por estar en movimiento: EC = ½mv². Con la masa en kilogramos y la velocidad en metros por segundo, el resultado está en julios (1 J = 1 kg·m²/s²). Despejando, la misma fórmula da la masa m = 2EC / v² o la velocidad v = √(2EC / m).

La energía potencial gravitatoria es la energía almacenada al levantar un objeto: EP = mgh, donde g es la aceleración de la gravedad (la gravedad estándar de la Tierra es 9.80665 m/s²) y h la altura sobre tu nivel de referencia. Si el objeto cae libremente, esa energía se convierte en energía cinética, así que la velocidad de impacto es v = √(2gh) sea cual sea la masa.

Ejemplos resueltos

ObjetoMasaVelocidad o alturaEnergía
Coche en una autopista1,500 kg100 km/h (27.78 m/s)≈ 578.7 kJ
Bola rápida de béisbol145 g95 mph (42.47 m/s)≈ 130.8 J
Bala de rifle8 g900 m/s3,240 J
Velocista80 kg10 m/s4,000 J
Libro en un estante1 kg2 m de altura (Tierra)≈ 19.6 J
Agua en una presa1,000 kg100 m de altura (Tierra)≈ 980.7 kJ (0.272 kWh)

Fíjate en que el coche a 100 km/h lleva aproximadamente la misma energía que una tonelada de agua que cae 60 metros. Como la velocidad está al cuadrado, un coche a 130 km/h tiene un 69% más de energía cinética que a 100 km/h, y por eso las distancias de frenado crecen tan rápido con la velocidad.

Conversión de unidades de energía

UnidadEn julios
1 kilojulio (kJ)1,000 J
1 caloría (termoquímica, cal)4.184 J
1 kilocaloría (kcal, Caloría alimentaria)4,184 J
1 vatio-hora (Wh)3,600 J
1 kilovatio-hora (kWh)3,600,000 J
1 pie-libra fuerza (ft·lbf)1.355818 J
1 BTU (tabla internacional)1,055.056 J
1 electronvoltio (eV)1.602176634 × 10⁻¹⁹ J

Los valores de gravedad predefinidos usan los valores de superficie de las fichas planetarias de la NASA, p. ej. Luna 1.62 m/s², Marte 3.71 m/s² y Júpiter 24.79 m/s². Para ver cómo se relaciona la velocidad con la distancia y el tiempo, prueba la calculadora de velocidad, distancia y tiempo; para motores, la calculadora de caballos de fuerza convierte el par y las rpm en potencia.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula de la energía cinética?

La energía cinética es EC = ½mv², donde m es la masa en kilogramos y v es la velocidad en metros por segundo. El resultado está en julios (J). Por ejemplo, un coche de 1,500 kg a 100 km/h (27.78 m/s) tiene ½ × 1500 × 27.78² ≈ 578,700 J, o unos 579 kJ.

¿Por qué al duplicar la velocidad se cuadruplica la energía cinética?

Porque la velocidad está al cuadrado en ½mv². Pasar de 50 a 100 km/h multiplica v² por 4, así que el coche lleva cuatro veces más energía y necesita aproximadamente cuatro veces más distancia de frenado. Duplicar la masa solo duplica la energía.

¿Cómo calculo la velocidad a partir de la energía cinética?

Despeja la fórmula: v = √(2·EC / m). Selecciona Velocidad en Resolver para, introduce la energía y la masa, y la calculadora convierte las unidades y da la velocidad en m/s, km/h, mph, ft/s o nudos.

¿Cuál es la fórmula de la energía potencial?

La energía potencial gravitatoria cerca de la superficie de un planeta es EP = mgh: masa (kg) × aceleración de la gravedad (m/s²) × altura (m). En la Tierra la gravedad estándar es g = 9.80665 m/s², así que levantar 2 kg a 10 m almacena unos 196 J.

¿Qué relación hay entre la energía cinética y la potencial?

Sin resistencia del aire, un objeto que cae desde una altura h convierte toda su energía potencial en energía cinética, así que mgh = ½mv² y la velocidad de impacto es v = √(2gh), independientemente de la masa. La pestaña Energía potencial muestra esta velocidad de impacto como extra.

¿Qué unidades puedo usar?

Masa en kg, g, mg, toneladas, libras y onzas; velocidad en m/s, km/h, mph, ft/s, nudos y km/s; altura en m, cm, mm, km, pulgadas, pies, yardas y millas; energía en julios, kJ, MJ, calorías, kilocalorías, Wh, kWh, pies-libra, BTU y electronvoltios.

¿La calculadora es precisa para objetos muy rápidos?

½mv² es la fórmula clásica y es precisa para velocidades cotidianas. Cerca de la velocidad de la luz (por encima de un 10% de c) necesitas la fórmula relativista EC = (γ − 1)mc², que da valores mayores.

¿Se prueban todas las herramientas de FreeToolCabin para comprobar su calidad y precisión?

Sí. Cada herramienta del sitio pasa pruebas automáticas en navegadores reales para comprobar que el resultado es correcto y que no hay errores. Si encuentras un fallo o tienes una sugerencia, escríbenos a [email protected] y lo revisaremos.

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