Énergie potentielle

Physique

2022

Nous expliquons ce qu'est l'énergie potentielle, les différents types qui existent et quelques exemples.

Quelques exemples graphiques d'énergie potentielle.

Qu'est-ce que l'énergie potentielle ?

L'énergie potentielle est un type deénergie mécanique qui est associé à la relation entre un corps et un champ ou système de forces externes (si l'objet est situé dans le champ) ou internes (si le champ est à l'intérieur de l'objet). Il s'agit d'énergie dans Puissance, c'est-à-dire qu'elle peut être immédiatement transformée en d'autres formes d'énergie, comme la cinétique par exemple.

L'énergie potentielle d'un système, quelle que soit son origine, représente l'énergie "stockée" dans celui-ci compte tenu de sa configuration ou de sa position et, par conséquent, pour la mesurer, un point ou une configuration de référence doit être pris en compte.

Le concept d'énergie potentielle est utile à la fois pour les systèmes physiques conservateurs (qui ont tendance à préserver l'énergie) et dissipatifs (qui ont tendance à perdre). Énergie potentielle et énergie cinétique d'un système constituent son énergie mécanique:

Énergie potentielle + énergie cinétique = énergie mécanique totale

Ce type d'énergie est étudié non seulement par la mécanique classique, mais aussi par la mécanique relativiste et la physique quantique (qui l'applique aux systèmes departicules). L'énergie potentielle est classée en fonction des forces qui lui donnent son origine, telles que gravitationnelles, élastiques, chimiques, entre autres.

Énergie potentielle gravitationnelle

L'énergie potentielle gravitationnelle est définie comme l'énergie qu'un corps massif possède lorsqu'il est immergé dans un champ gravitationnel. Des champs gravitationnels sont créés autour d'objets avec masses très grand (par exemple, les masses des planètes et les soleil).

Par exemple, une voiture de montagnes russes a une énergie potentielle maximale à sa position la plus élevée en raison de son immersion dans le champ gravitationnel des montagnes russes. Terre. Une fois le wagon lâché, perdant de la hauteur, l'énergie potentielle se transforme en énergie cinétique.

Énergie potentielle élastique

L'énergie potentielle élastique a à voir avec la propriété de élasticité de la la matière, qui est la tendance à reprendre sa forme initiale après avoir été soumis à des forces de déformation supérieures à sa résistance. Un exemple clair d'énergie élastique est celui d'un ressort qui s'étire ou se contracte sous l'effet d'une force externe et revient à sa position d'origine une fois que cette force n'est plus appliquée.

Un autre exemple est le système arc et flèche, dans lequel l'énergie potentielle élastique atteint sa valeur maximale lorsque l'arc est tiré lorsque la fibre élastique est tirée, pliant légèrement le bois, mais toujours à vitesse nulle. Dans l'instant suivant, l'énergie potentielle devient cinétique et la flèche est lancée à pleine vitesse vers l'avant.

Énergie potentielle chimique

La combustion du moteur convertit l'énergie potentielle chimique en énergie cinétique.

L'énergie potentielle chimique est l'énergie stockée dans liens chimiques desatomes Ouimolécules. Un exemple est le glucose dans notre corps, qui stocke l'énergie potentielle chimique que notre corps (au moyen d'un traiter il s'appellemétabolisme) se transforme en énergie thermique pour maintenir Température physique.

Il en va de même pour les combustibles fossiles (hydrocarbures) dans le réservoir d'essence d'une voiture. La énergie potentielle chimique Stocké dans les liaisons chimiques de l'essence, il est converti en énergie mécanique pour démarrer le véhicule.

Énergie potentielle électrostatique

Dans la électricité applique également le concept d'énergie potentielle, qui peut être convertie en d'autres formes d'énergie, telles que la cinétique, thermique ou lumière, étant donné l'énorme polyvalence du électromagnétisme.

Dans ce cas, l'énergie résulte du champ de forces électriques produit par le particules accusé.

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