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Física
edad: 12 – 16

Las idas y venidas de la energía cinética y potencial

Un péndulo es un buen ejemplo para mostrar cómo la energía puede transformarse de un tipo a otro: como el péndulo se balancea de un lado al otro, hay una transferencia constante entre energía cinética y energía potencial gravitatoria.

Objetivos de aprendizaje

Un péndulo intercambia energía potencial por cinética, y viceversa, mientras la energía total se mantiene igual.

En su punto más alto, un péndulo tiene energía potencial; y en su punto más bajo, energía cinética.

Cuerda
Peso (p. ej. tuerca de metal)
Tarea de los alumnos

Fabrica un péndulo sencillo con una cuerda y una tuerca metálica como peso.

1. ¿Qué tipo de energía hace que un péndulo se balancee?

2. ¿Esa energía es constante?

Preguntas orientadoras
(si es necesario)

¿Un péndulo tiene energía cinética?
› Sí. Puedes comenzar el movimiento de un péndulo si agregas energía cinética empujando el peso hacia un lado.

¿Un péndulo tiene energía potencial?
› Sí. Puedes desacelerar o acelerar un péndulo bajando o levantando su eje y, de este modo, retiras o agregas energía potencial.

¿Siempre tiene estos dos tipos de energía simultáneamente?
› No. En su punto más alto no tiene energía cinética. Podríamos congelar su movimiento allí y dejar la energía cinética en cero, y soltarlo en cualquier momento, sin que el péndulo pierda energía. Sin embargo, en su posición más baja, toda la energía potencial se transforma en energía cinética: si detenemos el movimiento en ese punto, el péndulo pierde toda su energía.

¿Cambia la energía total?
› No. Aunque el tipo de energía cambie, la energía total se mantiene constante, con excepción de un poco de fricción que acabará deteniendo el balanceo.

Conclusiones

Un péndulo no tiene un solo tipo de energía, sino que intercambia energía cinética por potencial y viceversa. Mientras que todo el sistema se mantenga intacto, la energía total permanecerá igual. Puedes observar el efecto que produce agregar o sacar este tipo de energías al sistema si lo levantas o lo bajas durante el movimiento (energía potencial) o si lo detienes o lo aceleras en la posición más baja (energía cinética).