Ejemplos de energía mecánica: 66 casos y ejercicios

Q: ¿Cuál es la fórmula de la energía mecánica?

Em = Ec + Ep, es decir, ½·m·v² más m·g·h (y, si hay muelles, ½·k·x²).

La energía mecánica es la que tiene un cuerpo por estar en movimiento, por su posición o por estar deformado. Está presente en una pelota que cae, en un columpio que oscila, en el agua de un embalse o en un arco tensado. En este artículo explicamos qué es, cómo se calcula y más de 60 ejemplos reales clasificados, con ejercicios resueltos.

¿Qué es la energía mecánica?

La energía mecánica (E_m) es la suma de la energía cinética y la energía potencial de un cuerpo o sistema:

Energía cinética: E_c = ½·m·v², donde m es la masa (kg) y v la velocidad (m/s).
Energía potencial gravitatoria: E_p = m·g·h, con g ≈ 9,8 m/s² en la superficie terrestre y h la altura (m).
Energía potencial elástica: E_pe = ½·k·x², donde k es la constante del muelle (N/m) y x su deformación (m).

Así, E_m = E_c + E_p. Se mide en julios (J), en honor al físico británico James Prescott Joule.

Características

Se conserva si solo actúan fuerzas conservativas (peso, fuerza elástica): la energía cinética y la potencial se intercambian, pero su suma permanece constante.
Disminuye con el rozamiento: las fuerzas no conservativas transforman parte de ella en energía interna (calor) y sonido.
Depende del sistema de referencia: la altura y la velocidad se miden respecto a un punto elegido.
Puede transformarse en otras energías: por ejemplo, en eléctrica en un aerogenerador o una central hidroeléctrica.
Su variación equivale al trabajo de las fuerzas no conservativas: ΔE_m = W_nc.

Ejemplos de energía mecánica

En cada caso se indica la forma que predomina o la transformación que tiene lugar.

En el deporte

Salto con pértiga: la cinética de la carrera se convierte en potencial elástica de la pértiga y luego en potencial gravitatoria.
Un saltador de trampolín en la piscina, que gana velocidad al caer.
Un esquiador que baja una pista y transforma altura en velocidad.
Un ciclista que desciende un puerto sin pedalear.
El saltador de esquí que se lanza desde la rampa.
La jabalina, que sube perdiendo velocidad y baja ganándola.
Una flecha disparada con un arco tensado.
Un gimnasta en la cama elástica, que alterna energía elástica, cinética y gravitatoria.
Un patinador que sube y baja por un half-pipe.
Un saltador de puenting: la cuerda elástica frena la caída almacenando energía.
Un balón de baloncesto lanzado a canasta.
La bola de bolos que derriba los bolos al chocar.
Una pelota de golf golpeada por el palo.

En parques y juguetes

La montaña rusa: el vagón sube arrastrado por un motor y luego recorre el circuito transformando altura en velocidad.
Un columpio, que tiene máxima velocidad en el punto más bajo y máxima altura en los extremos.
Un niño que se desliza por un tobogán.
El yoyó, que baja y sube enrollando el cordel.
La atracción del barco pirata, un gran péndulo.
Una peonza girando.
Un tirachinas tensado antes de disparar.
Un coche de juguete de cuerda.
Las canicas que ruedan por un circuito inclinado.
Una pelota saltarina que rebota cada vez menos alto.

En la naturaleza

Una cascada como el Salto del Ángel (Venezuela), con 979 m de caída.
El agua de un río que baja de la montaña.
El viento, aire en movimiento con energía cinética.
Las olas del mar.
Un alud de nieve que se precipita ladera abajo.
Un desprendimiento de rocas.
Una manzana que cae del árbol.
El granizo durante una tormenta.
Las mareas, producidas por la atracción gravitatoria de la Luna y el Sol.
Un guepardo a la carrera, el animal terrestre más rápido.

En máquinas y obras de ingeniería

Una central hidroeléctrica como la de Aldeadávila (Salamanca), que convierte la energía potencial del agua embalsada en electricidad.
La presa de las Tres Gargantas (China), la central hidroeléctrica de mayor potencia del mundo.
Las centrales de bombeo, como Cortes-La Muela (Valencia), que suben agua para almacenar energía potencial.
Un aerogenerador, que aprovecha la energía cinética del viento.
Los molinos de viento manchegos, como los de Consuegra o Campo de Criptana.
Una noria o rueda hidráulica para moler grano.
Un martinete o mazo que golpea al caer.
La bola de demolición de una grúa.
El trabuquete medieval, que usaba un contrapeso para lanzar proyectiles.
Un reloj de péndulo, inventado por Christiaan Huygens en el siglo XVII.
El reloj de cuco, movido por pesas que descienden lentamente.
Un ascensor con contrapeso.
El volante de inercia de un motor.
Un coche circulando por la autovía.
Un tren que circula a alta velocidad.

En la vida cotidiana

Unas llaves que se caen al suelo.
Un vaso que se cae de la mesa y se rompe.
Bajar las escaleras corriendo.
Una puerta con muelle que se cierra sola.
La pinza de tender la ropa.
Una grapadora al presionarla.
El resorte de un bolígrafo retráctil.
Los muelles de un colchón.
Una ratonera tensada.
Un martillo que golpea un clavo.
Una persiana que baja.
Una maceta en el alféizar de una ventana.

En el espacio

La Estación Espacial Internacional, que orbita a unos 400 km de altura a cerca de 28 000 km/h.
Los satélites de comunicaciones en órbita geoestacionaria, a unos 35 800 km.
Un cohete que despega y gana altura y velocidad.
La Luna girando alrededor de la Tierra.
El cometa Halley, que se acelera al acercarse al Sol.
Un meteoroide que entra en la atmósfera a decenas de kilómetros por segundo.

Tipos de energía mecánica

Tipo	Fórmula	Ejemplo
Cinética	½·m·v²	Un coche en marcha
Potencial gravitatoria	m·g·h	El agua de un embalse
Potencial elástica	½·k·x²	Un arco tensado

Ejercicios resueltos

★ Practica paso a paso

1. Calcula la energía cinética de un coche de 1000 kg que circula a 20 m/s (72 km/h).

E_c = ½ · 1000 · 20² = 500 · 400 = 200 000 J (200 kJ).

2. ¿Qué energía potencial tiene una maceta de 2 kg situada en un balcón a 5 m de altura? (g = 9,8 m/s²)

E_p = m·g·h = 2 · 9,8 · 5 = 98 J.

3. Si esa maceta cae, ¿a qué velocidad llega al suelo, despreciando el rozamiento?

Toda la E_p se convierte en E_c: m·g·h = ½·m·v² → v = √(2·g·h) = √(2 · 9,8 · 5) = √98 ≈ 9,9 m/s.

4. Una pelota de 0,5 kg está a 10 m de altura y se mueve a 4 m/s. ¿Cuál es su energía mecánica?

E_p = 0,5 · 9,8 · 10 = 49 J; E_c = ½ · 0,5 · 4² = 4 J. E_m = 49 + 4 = 53 J.

5. Un muelle de constante k = 200 N/m se comprime 10 cm. ¿Cuánta energía almacena?

E_pe = ½ · 200 · 0,1² = 100 · 0,01 = 1 J.

6. Un vagón de montaña rusa de 500 kg parte del reposo a 30 m de altura. ¿Qué velocidad tiene a 10 m, sin rozamiento?

Desciende 20 m: ½·v² = g·Δh → v = √(2 · 9,8 · 20) = √392 ≈ 19,8 m/s (unos 71 km/h). La masa no influye.

Importancia de la energía mecánica

La energía mecánica es la base de buena parte de la producción eléctrica renovable: la energía hidráulica y la energía eólica transforman el movimiento del agua y del viento en electricidad. Su principio de conservación permite diseñar montañas rusas, calcular la velocidad de un vehículo, prever trayectorias de satélites o estudiar la seguridad en accidentes de tráfico, donde la energía cinética crece con el cuadrado de la velocidad: a doble velocidad, cuatro veces más energía en un choque. En el deporte, entenderla ayuda a mejorar la técnica de saltos y lanzamientos.

Preguntas frecuentes

¿Cuál es la fórmula de la energía mecánica?

E_m = E_c + E_p, es decir, ½·m·v² más m·g·h (y, si hay muelles, ½·k·x²).

¿Cuándo se conserva la energía mecánica?

Cuando solo actúan fuerzas conservativas, como el peso o la fuerza elástica. Si hay rozamiento, parte de ella se transforma en calor y la energía mecánica disminuye.

¿Es lo mismo energía mecánica que energía cinética?

No. La energía cinética es solo una parte de la mecánica; la otra es la energía potencial, debida a la posición o a la deformación.

¿Puede ser negativa la energía mecánica?

Sí, si se toma como referencia un nivel situado por encima del cuerpo, la energía potencial resulta negativa. En órbitas, la energía mecánica de un satélite ligado a la Tierra es negativa con el convenio habitual.

¿En qué se transforma la energía mecánica?

Puede transformarse en energía eléctrica (aerogeneradores, turbinas), en calor por rozamiento (frenos), en energía sonora (un golpe) o en deformación (un choque).

Referencias

Tipler, P. A. y Mosca, G. Física para la ciencia y la tecnología. Barcelona: Reverté.
Serway, R. A. y Jewett, J. W. Física para ciencias e ingeniería. México: Cengage Learning.
Burbano de Ercilla, S., Burbano García, E. y Gracia Muñoz, C. Física general. Madrid: Tébar.

Cómo citar este artículo

Equipo de Conceptualia. (2026). «Ejemplos de energía mecánica». Conceptualia. https://conceptualia.es/ejemplos/ejemplos-de-energia-mecanica/

Sobre el autor

Conceptualia — El equipo editorial de Conceptualia redacta y revisa cada concepto para que sea claro, riguroso y útil, con ejemplos y ejercicios cuando ayudan a entenderlo.