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
EP = m g h
Cómo usar Calculadora de energía cinética
- Elige una pestaña: Energía cinética para objetos en movimiento o Energía potencial para la altura sobre el suelo.
- Elige qué despejar con los botones Resolver para, p. ej. Energía, Masa, Velocidad o Altura.
- Introduce los valores conocidos y elige una unidad junto a cada uno (kg o lb, km/h o mph, m o ft).
- Lee la respuesta en el campo resaltado y en la tarjeta de resultado; cambia su unidad para convertirla al instante.
- 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
| Objeto | Masa | Velocidad o altura | Energía |
|---|---|---|---|
| Coche en una autopista | 1,500 kg | 100 km/h (27.78 m/s) | ≈ 578.7 kJ |
| Bola rápida de béisbol | 145 g | 95 mph (42.47 m/s) | ≈ 130.8 J |
| Bala de rifle | 8 g | 900 m/s | 3,240 J |
| Velocista | 80 kg | 10 m/s | 4,000 J |
| Libro en un estante | 1 kg | 2 m de altura (Tierra) | ≈ 19.6 J |
| Agua en una presa | 1,000 kg | 100 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
| Unidad | En 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.