Énergie potentielle

Le fait d'amener un rocher en amont augmente son énergie potentielle sous l'effet de la gravité. L'étirement d'un élastique augmente son énergie potentielle élastique, qui est une forme d'énergie potentielle électrique. Un mélange d'un combustible et d'un oxydant a une énergie potentielle chimique, qui est une autre forme d'énergie potentielle électrique. Les batteries aussi ont une énergie potentielle chimique.

Il existe différents types d'énergie potentielle, chacun étant associé à un type de force particulier.

L'énergie potentielle gravitationnelle

L'énergie potentielle gravitationnelle est ressentie par un objet lorsque la hauteur et la masse sont un facteur dans le système. L'énergie potentielle gravitationnelle fait que les objets se déplacent les uns vers les autres. Si un objet est soulevé à une certaine distance de la surface de la Terre, la force ressentie est causée par le poids et la taille. Le travail est défini comme une force sur une distance, et le travail est un autre mot pour l'énergie. L'énergie potentielle ajoutée lorsque vous soulevez un objet l'est :

U = F Δ h {\displaystyle U=F\Delta h}

où

F {\displaystyle F} est la force de gravité

Δ h {\displaystyle \Delta h} est le changement de hauteur

ou

U = m g h {\displaystyle U=mgh}

Ici, g = 9,81 m / s 2 {\textstyle g=9,81\ \mathrm {m/s} ^{2}} est l'accélération due à la gravité.

Le travail total effectué par l'énergie potentielle gravitationnelle lorsqu'un objet tombe de la position 1 à la position 2 est :

Δ W = U 1 - U 2 {\displaystyle \Delta W=U_{1}-U_{2}}

ou

Δ W = m g h 1 - m g h 2 {\displaystyle \Delta W=mgh_{1}-mgh_{2}}

où

m {\displaystyle m} est la masse de l'objet

h 1 {\displaystyle h_{1}} est la première position

h 2 {\displaystyle h_{2}} est la deuxième position

Potentiel énergétique électrique

L'énergie électrique potentielle est soumise à des charges à la fois différentes et semblables, car elles se repoussent ou s'attirent mutuellement. Les charges peuvent être positives (+) ou négatives (-), les charges opposées s'attirant et les charges similaires se repoussant. Si deux charges sont placées à une certaine distance l'une de l'autre, l'énergie potentielle stockée entre les charges peut être calculée par :

U = k Q q r {\displaystyle U={\frac {kQq}{r}}}

où

k {\displaystyle k} est 1/4πє (pour l'air ou le vide, c'est 9 x 10 9 N m 2 / C 2 {\displaystyle 9x10^{9}Nm^{2}/C^{2}} )

Q {\displaystyle Q} est la première accusation

q {\displaystyle q} est la deuxième accusation

r {\displaystyle r} est la distance qui sépare

Énergie potentielle élastique

L'énergie potentielle élastique est ressentie lorsqu'un matériau caoutchouteux est tiré ou poussé. La quantité d'énergie potentielle dont dispose le matériau dépend de la distance tirée ou poussée. Plus la distance parcourue est grande, plus l'énergie potentielle élastique du matériau est importante. Si un matériau est tiré ou poussé, l'énergie potentielle peut être calculée par :

U = 1 2 k x 2 {\displaystyle U={\frac {1}{2}}kx^{2}}

où

k {\displaystyle k} est la constante de la force du ressort (la mesure dans laquelle le matériau s'étire ou se comprime)

x {\displaystyle x} est la distance à laquelle le matériel a été déplacé de sa position initiale

• L'énergie cinétique