Calculateur d'énergie potentielle
Ce calculateur d'énergie potentielle vous permet de calculer l'énergie stockée par un objet surélevé. Le nom complet de cet effet est l'énergie potentielle gravitationnelle, car il s'agit de l'énergie stockée par un objet en raison de sa position verticale ou de sa hauteur.
Vous êtes plutôt du genre à regarder une vidéo que de lire un pavé ? Consultez notre vidéo sur l'énergie potentielle gravitationnelle ici :
Poursuivez votre lecture pour savoir comment calculer l'énergie potentielle et connaître la formule de l'énergie potentielle gravitationnelle.
La formule de l'énergie potentielle
Jetons un coup d'œil sous le capot du calculateur d'énergie potentielle. Pour vous aider à l'imaginer, notre exemple sera l'énorme boule de démolition pendue à une grue. L'énergie potentielle gravitationnelle de cette boule dépend de deux facteurs : la masse de la boule et la hauteur à laquelle elle est soulevée. La relation entre l'énergie potentielle gravitationnelle, la masse et la hauteur d'un objet est décrite par l'équation suivante :
où :
- – énergie potentielle gravitationnelle d'un objet
- – masse de l'objet en question
- – la hauteur de l'objet
- – l'intensité du champ gravitationnel agissant sur l'objet (1 g ou 9,81 m⋅s-2 sur la Terre)
La formule est relativement simple. Un objet qui n'est pas surélevé par rapport au sol aura une hauteur nulle et, par conséquent, une énergie potentielle nulle. Lorsque vous doublez la masse ou la hauteur d'un objet, son énergie potentielle double également.
L'analyse de l'énergie potentielle est pratique dans certains problèmes de physique. Nous les avons abordés dans les outils ci-dessous :
- Le calculateur de plan incliné 🇺🇸 – Un objet glissant sur la rampe perd son énergie potentielle qui se transforme en énergie cinétique et en chaleur en raison du frottement.
- Le calculateur de chute libre – De la même manière, un objet tombe sous l'effet de la force gravitationnelle, ce qui lui fait gagner de la vitesse et donc de l'énergie cinétique.
Qu'est-ce que l'énergie potentielle ?
L'énergie potentielle mesure la quantité d'énergie stockée dans un système. Il existe de nombreux types d'énergie potentielle : gravitationnelle, élastique, chimique, etc. L'énergie potentielle peut être convertie en d'autres types d'énergie, ce qui permet de « libérer » l'énergie accumulée. Dans le cas de l'énergie potentielle gravitationnelle, un objet élevé immobile a un potentiel spécifique, car lorsqu'il finira par tomber, il gagnera de la vitesse grâce à la conversion de l'énergie potentielle en énergie cinétique.
Comment calculer l'énergie potentielle gravitationnelle ?
Pour calculer l'énergie potentielle gravitationnelle, suivez les étapes suivantes :
- Trouvez la valeur de l'accélération gravitationnelle au point de référence. À la surface de la Terre, vous pouvez utiliser
g = 9,81 m⋅s⁻². - Multipliez la masse de l'objet (
m) par la hauteur au-dessus du niveau de référence (h), et ensuite par l'accélération (g) pour trouver l'énergie potentielle :
E = m × g × h. - Le résultat sera exprimé en joules si vous avez utilisé les unités SI.
Quelle est l'énergie potentielle d'une pomme sur un arbre ?
Pour une pomme de masse m = 0,1 kg suspendue à une hauteur h = 2,5 m, l'énergie potentielle gravitationnelle est E = 2,452 5 J, soit environ la moitié d'une calorie. Pour trouver ce résultat, multipliez m par h et par g, avec g = 9,81 m⋅s⁻² :
E = 0,1 kg × 2,5 m × 9,81 m⋅s⁻² = 2,452 5 J.
L'énergie potentielle est-elle identique à l'énergie cinétique ?
Pas exactement. L'énergie cinétique et l'énergie potentielle sont toutes deux des formes d'énergie, mais elles ne sont pas identiques.
- L'énergie potentielle est une quantité statique qui décrit l'énergie stockée par un objet à une hauteur donnée.
- L'énergie cinétique est associée au mouvement et décrit l'énergie d'un objet en fonction de sa vitesse.
L'énergie cinétique peut se transformer en énergie potentielle et vice-versa par un mouvement vertical.
Comment calculer l'énergie potentielle
La façon la plus simple de calculer l'énergie potentielle gravitationnelle est d'utiliser notre calculateur d'énergie potentielle. Cet outil estime l'énergie potentielle sur la base de trois valeurs. Ces valeurs sont les suivantes :
Le calculateur vous donnera ensuite le résultat en joules, que vous pourrez convertir dans d'autres unités en utilisant, par exemple, le calculateur de conversion d'énergie 🇺🇸. Comme tous nos calculateurs, ce calculateur d'énergie potentielle ne doit pas être utilisé exclusivement pour calculer l'énergie potentielle. Il vous suffit de saisir trois variables quelconques pour trouver facilement la quatrième.
Si vous souhaitez calculer l'énergie d'un objet en mouvement, notre calculateur d'énergie cinétique est vivement recommandé.