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Centrale nucléaire Isar, Allemagne

Piscine de combustible nucléaire usé

Turbine d'une centrale nucléaire

Énergie potentielle

Énergie potentielle

L'énergie potentielle est l'énergie qu'un objet possède en raison de sa position dans un champ de force. Cela peut également être dû à la configuration de ses pièces.

Cette forme d'énergie est une quantité scalaire dont l'unité de mesure pour le Système international d'unités est exprimée en joules (J).

Cette forme d'énergie est associée aux forces agissant sur un corps de telle manière que cela ne dépend que de la position du corps dans l'espace. Ces forces peuvent être représentées par un vecteur en tout point de l'espace de formation. Ce vecteur est appelé champ de force vectoriel ou champ de force.

L'énergie mécanique est la somme de l'énergie cinétique et potentielle.

Définition de l'énergie potentielle

Si un corps passe d'une position de départ à une position de fin, le travail n'est déterminé que par ces deux positions. Par conséquent, cela ne dépend pas de la trajectoire du corps. Lorsque cela se produit, il existe une fonction appelée énergie potentielle qui peut être évaluée aux deux positions pour déterminer le travail.

Ce terme a été introduit par l'ingénieur et physicien écossais du 19e siècle William Rankine. cependant, il est lié au concept de potentialité du philosophe grec Aristote.

Quels sont les types d'énergie potentielle?

Les types d'énergie potentielle les plus courants sont:

  • Énergie potentielle gravitationnelle qui dépend de la position verticale et de la masse d'un objet. Cette énergie a de la capacité de le mettre en mouvement. L'équation suivante permet de calculer l'énergie potentielle d'un objet: E=1/2·mg·h.

  • Énergie potentielle de pesanteur, qui dépend de l'intensité du champ de pesanteur.

  • Énergie potentielle élastique d'un ressort ou d'un élément en plastique. C'est la capacité d'un corps à stocker de l'énergie en mettant l'accent sur ses liaisons chimiques.

  • Énergie potentielle électrique ou électrostatique d'une charge dans un champ électrique.

  • Énergie potentielle chimique. Cette forme d'énergie potentielle est basée sur l'énergie liée à des molécules. Cette énergie stockée est libérée ou absorbée par des réactions chimiques.

Exemples d'énergie potentielle

Ce type d'énergie peut être transformé en d'autres types tels que l'énergie cinétique, qui peut être facilement illustré par l'exemple suivant:

  1. En frappant une balle, le joueur transmet l'énergie de sa jambe à la balle.

  2. Cette énergie initiale est convertie en potentiel élastique en déformant le ballon et en comprimant l'air à l'intérieur.

  3. En retrouvant la forme d'origine, cette énergie potentielle élastique est convertie en énergie cinétique au moment où la balle part à pleine vitesse. Toute énergie élastique est de l'énergie transformée en énergie cinétique.

  4. Imaginons que le joueur ait botté le ballon avec une trajectoire complètement verticale. Lorsque la balle perd de la vitesse, elle perdra de l'énergie cinétique, qui sera convertie en énergie gravitationnelle.

  5. Lorsque vous atteignez le point le plus élevé, la balle n'aura pas d'énergie cinétique et toute son énergie sera potentielle.

  6. Lorsque la balle commence à tomber, il y a une novelle conversion d'énergie potentielle en énergie cinétique.

Un autre exemple où vous pouvez voir cette transformation de l'énergie mécanique est un roller coaster. Tout au long du voyage, le wagon subit des transformations d'énergie cinétique et potentielle. Aux points les plus élevés, l'énergie cinétique est minimale et le potentiel est maximal.

Aux points les plus bas, cela se produit dans l'autre sens. Toute la variation d'énergie potentielle est tranfformée en cinétique.

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Date de publication : 1 septembre 2017
Dernier examen : 12 juin 2020