L'énergie potentielle est l'énergie possédée par un objet en raison de sa position ou de sa configuration dans un champ de force, généralement un champ gravitationnel. Elle représente l'énergie stockée qui peut être convertie en énergie cinétique lorsque la position de l'objet change.
Formule
La formule de l'énergie potentielle gravitationnelle est :
\[ EP = mgh \]
Où :
\(EP\) est l'énergie potentielle, mesurée en joules (J)
\(m\) est la masse de l'objet, mesurée en kilogrammes (kg)
\(g\) est l'accélération due à la gravité, généralement 9,8 m/s² à la surface de la Terre
\(h\) est la hauteur au-dessus d'un point de référence, mesurée en mètres (m)
Étapes de calcul
Calculons l'énergie potentielle d'un objet de 2 kg élevé à une hauteur de 5 mètres au-dessus du sol :
Identifier les valeurs connues :
Masse (m) = 2 kg
Gravité (g) = 9,8 m/s²
Hauteur (h) = 5 m
Appliquer la formule de l'énergie potentielle :
\[ EP = mgh \]
Substituer les valeurs connues :
\[ EP = 2 \text{ kg} \times 9,8 \text{ m/s²} \times 5 \text{ m} \]
Effectuer le calcul :
\[ EP = 98 \text{ J} \]
Exemple et représentation visuelle
Visualisons le concept d'énergie potentielle avec notre exemple :
Cette représentation visuelle montre :
L'objet d'une masse de 2 kg suspendu à une hauteur de 5 m au-dessus du sol
La force gravitationnelle (g) agissant sur l'objet
L'énergie potentielle (98 J) possédée par l'objet en raison de sa position élevée
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