Énergie potentielle
Nous vous expliquons ce qu'est l'énergie potentielle, les différents types d'énergie potentielle existants et quelques exemples de cette énergie mécanique.
Quelle est l'énergie potentielle?
L'énergie potentielle est un type d'énergie mécanique associé à la relation entre un corps et un champ ou système de force externe (si l'objet est situé dans le champ) ou interne (si le champ est à l'intérieur de l'objet). Il s’agit, pour ainsi dire, de l’énergie en puissance, c’est-à-dire qu’elle peut être immédiatement transformée en d’autres formes d’énergie, comme la cinétique, par exemple.
L’énergie potentielle d’un système, quelle que soit son origine, représente l’énergie emmagasinée dans celui-ci compte tenu de sa configuration ou de sa position, et donc de la mesurer un point de référence ou une configuration doit être pris en compte.
Le concept d'énergie potentielle est utile pour les systèmes physiques conservateurs (qui ont tendance à conserver l'énergie) et dissipatifs (qui ont tendance à le perdre), pour lesquels il doit ajouter de l'énergie. Cinétique du système: cette somme sert à en donner l’énergie mécanique totale:
Énergie potentielle + énergie cinétique = énergie mécanique totale
Ce type d’énergie est étudié non seulement par la mécanique classique, mais aussi par la mécanique relativiste et la physique quantique, appliquées seulement aux systèmes de particules. L'énergie potentielle peut être classée en fonction des forces à l'origine de la gravitation, de l'élasticité, de la chimie, entre autres.
Voir aussi: énergie solaire.
Energie potentielle gravitationnelle
Ce type d'énergie potentielle est défini en fonction de l'attraction gravitationnelle de la Terre ou entre des masses de magnitude différente situées l'une à proximité de l'autre. Ces masses peuvent être celles du Soleil et des planètes en orbite ou celle d’un wagon de la montagne russe lorsqu’il atteint le sommet du sommet.
Dans ce dernier exemple, l’énergie potentielle que l’attraction gravitationnelle de terre accumule dans la voiture qui atteint le sommet est la plus grande possible dans l’itinéraire prévu, puis se transforme en énergie cinétique à libérer le wagon dans sa chute sur les rails. À ce point d'accumulation d'énergie maximale, sa vitesse sera de 0 et il n'y aura aucun mouvement.
Énergie potentielle élastique
L'énergie potentielle élastique a à voir avec la propriété de l'élasticité de la matière, à savoir la tendance à retrouver sa forme initiale brusquement après avoir été soumise à des forces de déformation supérieures à sa résistance. Ce mouvement brusque est celui qui opère dans les ressorts, qui sont compressés et décompressés, ou qui donne un sens aux armes de guerre anciennes telles que les catapultes ou les arcs tirant des flèches.
Dans ce dernier exemple, l'énergie potentielle élastique atteint son niveau maximum lorsque l'arc se resserre lorsque vous tirez sur la fibre élastique, ce qui plie légèrement le bois, mais avec une vitesse égale à 0. L'instant suivant, l'énergie potentielle devient cinétique et la flèche est projetée à toute vitesse.
Energie potentielle chimique
Dans le cas de l'énergie potentielle chimique, nous nous référons à la manière dont les atomes et les molécules sont structurés en liaisons chimiques capables de stocker de l'énergie, comme cela se produit dans le corps des animaux avec du glucose, le composé à partir duquel nous obtenons le énergie pour alimenter notre métabolisme.
Cette dernière résulte de l'oxydation de la molécule de glucose, dont les liaisons, lorsqu'elles sont brisées, libèrent l'énergie potentielle chimique qui s'y trouvait. La même chose se produit, par exemple, avec les carburants fossiles (hydrocarbures) dans le réservoir d'essence de la voiture, avant d'être soumis à une combustion dans le moteur qui convertira son énergie chimique potentielle en énergie cinétique pour démarrer le véhicule.
Énergie potentielle électrostatique
En termes d’électricité, le concept d’énergie potentielle s’applique également, en particulier lorsque l’on parle de circuits électriques (dans lesquels l’électricité est préservée) ou de méthodes de stockage du courant, qui peuvent ensuite être converties en d’autres formes d’énergie, telles que: cinétique, thermique ou légère, étant donné l’énorme polyvalence de l’électricité.
Le potentiel électrique est en fait calculé par l’énergie potentielle électrostatique, qui peut être répulsive (si les charges sont égales) ou attractive (si elles sont de signe différent), donnant ainsi lieu à une énergie potentielle positive ou négative, selon le cas. .
