Calculateur d'énergie potentielle gravitationnelle

Qu'est-ce que l'énergie potentielle gravitationnelle ?

L'énergie potentielle gravitationnelle est l'énergie possédée par un objet en raison de sa position dans un champ gravitationnel. Elle représente le travail effectué contre la gravité pour amener un objet à une certaine hauteur au-dessus d'un point de référence, généralement la surface de la Terre. Cette forme d'énergie potentielle est cruciale pour comprendre le comportement des objets dans les champs gravitationnels et joue un rôle important dans divers phénomènes physiques, du mouvement des planètes à la conception des montagnes russes.

Formule

La formule de l'énergie potentielle gravitationnelle est :

\[ EP = m \times g \times h \]

Où :

• \( EP \) est l'énergie potentielle gravitationnelle (en Joules, J)
• \( m \) est la masse de l'objet (en kilogrammes, kg)
• \( g \) est l'accélération gravitationnelle (en mètres par seconde carrée, m/s²)
• \( h \) est la hauteur au-dessus du point de référence (en mètres, m)

Étapes de calcul

Calculons l'énergie potentielle gravitationnelle pour un objet soulevé au-dessus de la surface de la Terre :

1. Données :
   • Masse (\( m \)) = 5 kg
   • Accélération gravitationnelle (\( g \)) = 9,8 m/s² (valeur approximative à la surface de la Terre)
   • Hauteur (\( h \)) = 10 m
2. Appliquer la formule de l'énergie potentielle gravitationnelle : \[ EP = m \times g \times h \]
3. Substituer les valeurs connues : \[ EP = 5 \text{ kg} \times 9,8 \text{ m/s²} \times 10 \text{ m} \]
4. Effectuer le calcul : \[ EP = 490 \text{ J} \]

Exemple et représentation visuelle

Visualisons l'énergie potentielle gravitationnelle d'un objet soulevé au-dessus de la surface de la Terre :

Ce diagramme illustre :

• La surface de la Terre (ligne bleue)
• La hauteur (\( h \)) au-dessus de la surface (ligne verte en pointillés)
• L'objet avec sa masse (\( m \)) (cercle jaune)
• L'énergie potentielle gravitationnelle (\( EP \)) représentée par la flèche rouge
• Le champ gravitationnel agissant sur l'objet (non représenté, mais implicite)