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Si bien la energía cinética ({\displaystyle E_{c}}{\displaystyle E_{c}}) de un cuerpo es una propiedad física que depende de su movimiento, la energía potencial ({\displaystyle E_{p}}{\displaystyle E_{p}}), en cambio, es un concepto de energía que va a depender del tipo de interacción que se ejerce sobre el cuerpo, de su posición y de la configuración en el espacio del citado cuerpo o cuerpos sobre los que se aplica. Así en una situación ideal en la que los objetos que constituyen el sistema físico en estudio estén ausentes de fricción, entonces la suma de ambas energías, cinética y potencial, va a representar la energía total del sistema, {\displaystyle E}E, y se va a conservar, independientemente de la posición o posiciones que vaya ocupando el sistema en el tiempo.4
La noción de energía potencial se relaciona con el trabajo realizado por las fuerzas sobre el sistema físico para trasladarlo de una posición a otra del espacio. La función energía potencial dependerá de forma importante del tipo de campo de fuerzas o interacción que actúe sobre el sistema. Por ejemplo, la fuerza de gravitación, la electromagnética, responsable de las interacciones eléctrica y magnética, o la elástica (derivada de la electromagnética). Si el trabajo no depende del camino seguido, entonces a la fuerza {\displaystyle {\overrightarrow {F}}}{\displaystyle {\overrightarrow {F}}} se le llama conservativa y el trabajo {\displaystyle W}W expresa la diferencia de energía potencial {\displaystyle E_{p_{A}}-E_{p_{B}}}{\displaystyle E_{p_{A}}-E_{p_{B}}} del sistema entre la posición de partida (A) y la posición de llegada (B).5
{\displaystyle W_{AB}=\int _{A}^{B}{\overrightarrow {F}}\cdot \,{\overrightarrow {dl}}=E_{p_{B}}-E_{p_{A}}\qquad \qquad }{\displaystyle W_{AB}=\int _{A}^{B}{\overrightarrow {F}}\cdot \,{\overrightarrow {dl}}=E_{p_{B}}-E_{p_{A}}\qquad \qquad }
También se utiliza la función potencial {\displaystyle V}V en lugar de la energía potencial {\displaystyle E_{p}}{\displaystyle E_{p}} para representar el trabajo realizado por la unidad básica de la interacción. Si, por ejemplo, la interacción es la gravitatoria, sería la unidad de masa y en el caso de la interacción eléctrica, la unidad de carga.
La función energía potencial y, en especial, la función potencial, tienen gran interés en la física no solo cuando se aplican a las interacciones que son importantes a nuestra escala, como son la gravitatoria, la electromagnética y la elástica (derivada de la electromagnética), sino también cuando se estudia cualquier tipo de fuerza o interacción, incluso en la física cuántica al tratar de resolver la dinámica de un sistema físico mediante la ecuación de Schrödinger.6 Se aplica, por ejemplo, a la física atómica en la obtención de los estados electrónicos del átomo o en la física molecular, para la obtención de los estados electrónicos, de vibración, de vibración-rotación y de rotación de la molécula, así como en la física del estado sólido. También se aplica en la física nuclear.7
En otras formulaciones más generales de la física, la función potencial juega, así mismo, un papel importante. Entre ellas, las formulaciones lagrangiana y hamiltoniana de la mecánica.8