L'énergie potentielle est énergie qu'un objet a en raison de sa position par rapport aux autres objets. On l'appelle potentiel car il a le potentiel d'être converti en d'autres formes d'énergie, tel que énergie cinétique. L'énergie potentielle est généralement définie dans les équations par la lettre majuscule U ou parfois par PE.
L'énergie potentielle peut également faire référence à d'autres formes d'énergie stockée, telles que l'énergie charge électrique nette, les liaisons chimiques ou les contraintes internes.
Exemples d'énergie potentielle
Une balle reposant sur une table a une énergie potentielle, appelée énergie potentielle gravitationnelle car elle provient de la position de la balle dans le champ gravitationnel. Plus un objet est massif, plus son énergie potentielle gravitationnelle est grande.
Un arc tiré et un ressort comprimé ont également de l'énergie potentielle. Il s'agit de l'énergie potentielle élastique, qui résulte de l'étirement ou de la compression d'un objet. Pour les matériaux élastiques, l'augmentation de l'étirement augmente la quantité d'énergie stockée. Les ressorts ont de l'énergie lorsqu'ils sont étirés ou comprimés.
Les liaisons chimiques peuvent également avoir une énergie potentielle, dérivée d'électrons se rapprochant ou s'éloignant des atomes. Dans un système électrique, l'énergie potentielle est exprimée en Tension.
Équations énergétiques potentielles
Si vous soulevez un Massem par h mètres, son énergie potentielle sera mgh, où g est l'accélération due à la gravité: PE = mgh.
Pour un ressort, l'énergie potentielle est calculée en fonction de La loi de Hooke, où la force est proportionnelle à la longueur d'étirement ou de compression (x) et à la constante de ressort (k): F = kx.
Ainsi, l'équation de l'énergie potentielle élastique est PE = 0,5 kx2