No, la energía potencial es energía real. Piensa en el sistema, las fuerzas que actúan sobre cada cuerpo y cómo cada cuerpo se moverá a través del campo gravitacional. Imagine que tiene su bola en el espacio vacío, luego, a cierta distancia, agrega la Tierra al sistema previamente vacío. ¿Qué va a hacer la pelota? Acelerará hacia el cuerpo masivo. Del mismo modo, el objeto masivo va a acelerar hacia la pelota. Por qué, porque la masa hace que el espacio-tiempo se curve a su alrededor. Esta curvatura en el espacio-tiempo, el campo gravitacional es lo que es su energía potencial. La pelota también ejerce una fuerza sobre la Tierra, pero debido a que la fuerza ejercida por la pelota sobre la Tierra es tan pequeña, nunca la notamos. Cuando elimina o agrega fuerzas que actúan sobre un cuerpo, está cambiando su aceleración. En un caso, ha detenido la aceleración cuando el cuerpo tiene CERO Energía cinética, velocidad 0. En el otro caso, detuvo la aceleración donde el cuerpo tenía algo de energía cinética, 1 / 2mv ^ 2. Cuando colocas una pelota sobre una mesa, la pelota tiene fuerzas que actúan sobre ella, la pelota está en un campo gravitacional con energía real, simplemente no se mueve porque la mesa ejerce una fuerza sobre la pelota, estas fuerzas están contenidas en el moléculas, átomos, etc … que forman la mesa, si no la bola se caería a través de la mesa. La energía potencial es energía real, solo se almacena de alguna forma. Es como cuando explotas un globo y lo congelas, luego el globo se desinfla porque has enfriado los gases dentro y has eliminado parte de la energía cinética de los gases. Cuando el globo se calienta nuevamente, se infla y ejerce una fuerza sobre las paredes del globo. Energía potencial en forma de presión, calienta aún más el globo que explota y escuchas un estallido, energía liberada en forma de ondas de sonido y gas en expansión que golpea otros gases, etc.
La forma más fácil de pensar en la energía potencial es mirar la energía potencial como energía almacenada. La energía almacenada puede tomar muchas formas diferentes. No hay pseudo energía, solo energía en sus diversas formas. Cuando piensas en la energía potencial, tienes que pensar en ella con una especie de estado mental.
Lo que estás describiendo ahora es ligeramente diferente y la forma en que los profesores lo describen a menudo conduce a conceptos erróneos. Parte 1 de su pregunta, si la Tierra se desvanece con toda su masa:
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La fuerza que siente la pelota solo alcanzará la pelota a la velocidad de la luz, debe sacar cuidadosamente la tierra del sistema para que su sincronización sea correcta para que la pelota alcance un punto de energía cinética CERO al mismo tiempo que la pelota se saca completamente del campo gravitacional. Suponiendo que este sistema es un sistema mágico por falta de un término mejor, y el sistema no siente efectos de otros cuerpos masivos como el sol, la luna y otros planetas, etc. También debemos considerar en reposo con respecto a qué, porque no todos los observadores son va a estar de acuerdo en que la pelota está en reposo. Supongamos que tenemos un observador que observa que la pelota está en reposo, la pelota aún contiene energía en forma de masa. Además, lo que acaba de describir es poner energía en el sistema y, en un “momento pseudo especial”, extraer energía del sistema. La energía que se extrajo del sistema fue la energía gravitacional contenida en el campo gravitacional causada por la masa de la Tierra o la curvatura del espacio-tiempo por un cuerpo masivo.
Parte 2, a juzgar por la forma en que se plantea esta pregunta, supongo que está utilizando ecuaciones aproximadas y no las ecuaciones más complicadas que gobiernan el movimiento de cuerpos masivos a través de un campo gravitacional. La fuerza de un cuerpo masivo cae con una proporcionalidad de 1 / (r ^ 2), por lo que la bola en su punto más alto, digamos infinito, “el límite”, es CERO. Pero mantendremos este sistema simple y utilizaremos el modelo aproximado no relativista. Suponga que el centro de masa está en la superficie de la Tierra. A continuación, suponga que la pelota puede atravesar la superficie de la Tierra sin obstáculos, ahora puede pensar en el sistema con un movimiento armónico simple. Al dejar caer la pelota en su punto más alto y permitirle pasar a través de la superficie de la Tierra, la pelota alcanzará una cierta distancia igual a la distancia donde se dejó caer la pelota, el extremo opuesto de la superficie y luego comenzará a caer hacia atrás La superficie de nuevo. Para hacer una analogía que sea fácil de visualizar, imagine tomar su pelota y rodarla por un tazón perfectamente simétrico con resistencia cero. La pelota con solo oscilar hacia arriba y hacia abajo de un lado a otro, movimiento armónico simple. Luego considere cortar el tazón por la mitad, es decir. en la superficie de la Tierra, ahora cuando la pelota alcanza la superficie en lugar de oscilar hacia arriba y hacia abajo, hacia adelante y hacia atrás con un simple movimiento armónico, la pelota viajará en línea recta con velocidad constante. Como si hubiera dejado caer la pelota desde cierta altura y mágicamente sacó la tierra del sistema cuando la pelota llegó a la superficie.
La situación es muy similar al primer caso, excepto que en lugar de eliminar la fuerza que actúa sobre la pelota cuando tiene energía cinética CERO, la eliminas cuando la pelota tiene algo de energía cinética. En ambos casos, la eliminación de la Tierra del sistema da como resultado la eliminación de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, por lo que la bola ya no está acelerando, sino que ahora mueve con velocidad constante una energía cinética que no cambia, ya sea CERO como en el primer caso o NO CERO como en el segundo caso.
Si ha tomado cálculo, puede modelar estos sistemas integrando las fuerzas con respecto al tiempo. Integra la fuerza con respecto al tiempo una vez, obtienes velocidad, dos veces obtienes distancia. Luego integre el sistema con respecto a la velocidad y acaba de encontrar la ecuación para la energía cinética, la m (v ^ 2) / 2.
Lo siento si esta respuesta es un poco más complicada, pero nuevamente la pregunta se volvió un poco más complicada. Con suerte, esta respuesta es lo suficientemente clara. El punto es que la energía potencial siempre es energía real, es solo energía almacenada en una de sus diversas formas.
