La respuesta del Sr. Lloyd es incorrecta.
La respuesta del respondedor Rajesh es correcta por la razón equivocada.
En mis muchos años de experiencia docente, he determinado que NO hay suficiente tiempo en un curso semestral para ofrecer la respuesta correcta a esta pregunta. Creo que QUORA es una buena plataforma para ofrecer una respuesta (correcta):
- ¿La entropía explica la falta de libre albedrío?
- Si corrieras más rápido que la velocidad de la luz, ¿qué verías mientras corres? ¿Qué verían otras personas si me estuvieran mirando?
- ¿Me pueden ayudar a resolver el problema de esta física?
- Dada la profundidad a la que descansa el Titanic (-2.5 millas +/-), ¿la inmensa presión cambió el tamaño o la forma del barco o su contenido?
- ¿Qué pasa si estamos encerrados en una habitación y alguien afuera está aumentando la presión de la habitación? ¿Cómo nos sentiremos? ¿Cuánta presión podemos soportar?
Como dije, la respuesta de R es correcta. Entonces, en una palabra, la respuesta a su pregunta es SÍ. Ahora para la larga y tediosa explicación. Consideremos la verdadera definición de energía gravitacional. Desafortunadamente, la respuesta simplista que se define como (mgh) simplemente no es cierta. La definición de GPE es la siguiente: es la cantidad de trabajo que se debe realizar EN UN OBJETO para transportar el objeto a un punto que NO sea el punto de existencia natural (normal) para ese objeto. Esto es lo que dice la definición: considere un objeto (una roca, por ejemplo) descansando en su patio trasero. Ese es su estado de existencia “normal”. Es un radio de la Tierra alejado del centro de masa de la Tierra. Lo agarras, y aplicando una fuerza sobre él, lo elevas a cierta altura. La física nos dice que acabas de TRABAJAR en la roca (W = F d). El trabajo es una forma de ENERGÍA. Debe obtener algo en forma de energía para la ENERGÍA que gastó. Bueno, lo hiciste (o más bien, la roca lo hizo, porque hiciste el trabajo en la roca). Llamamos a esta cantidad de energía que la roca ganó GPE. Ahora suponga que la fuerza que aplicó sobre la roca es igual al peso de la roca. Esto significa que durante el levantamiento del proceso de roca, no hubo aceleración. Así que todo el trabajo realizado en la roca se transformó en GPE. Peso = m g. La distancia recorrida es H. Trabajo realizado = GPE = mg H (una fórmula familiar, espero). Pero su pregunta NO es acerca de llevar un objeto (el cubo) hacia ARRIBA, se trata de llevar el OBJETO DEBAJO del suelo. Estás por encima del suelo. ¿Quién hará el TRABAJO para llevar el cubo POR DEBAJO del suelo? Sra. Gravity, ese es quién. La Sra. Gravity es una persona muy elegante (así lo dijo su creador, Sir Isaac Newton). Entonces ella toma el balde y lo baja. En tu caso, hiciste el trabajo CONTRA la gravedad. ¡En su caso, ella hizo el trabajo contra sí misma! ¡Entonces el GPE es NEGATIVO porque el H está POR DEBAJO del suelo y cualquier cosa por debajo del nivel cero es NEGATIVO! ¡Los objetos que están en un pozo tienen energía potencial NEGATIVA!
Ahora, quieres recuperar tu roca (OK, tu cubo). ¿Qué haces? USTED TRABAJA en el cubo aplicando una fuerza en la cuerda (es de esperar que haya uno unido al cubo). ¿Cuánto trabajo haces? Exactamente la misma cantidad numérica que el GPE del cubo. Dado que el trabajo que realiza es POSITIVO y el GPE del depósito es negativo, si son numéricamente iguales, ¿adivina dónde termina el depósito? Justo en el suelo frente a ti!
Analicemos una versión esotérica de esto: la fórmula de la fuerza de gravedad es GM (1) M (2) / d ^ 2. Podemos medir el trabajo realizado en un objeto multiplicando por d. El trabajo realizado por lo tanto es GM (1) M (2) / d ^ 2 (d) = GM (1) M (2) / d. Aquí está el truco que hacen la mayoría de los físicos: ¡el GPE de un objeto es CERO en el infinito! Esto es análogo al ejemplo anterior donde el GPE del cucharón era cero a nivel del suelo. Si existiera algún objeto POR DEBAJO del infinito, ¡el objeto tendrá GPE NEGATIVO! (¡Al igual que el CUBO en el pozo!) Entonces, para que pueda obtener un objeto, digamos un explorador espacial, a una estrella distante (esencialmente en el infinito, donde GPE = cero) debe trabajar en el objeto igual a: GM (1) M (2) / d!
