M6S6_RE (STE)
Conditions d’achèvement
Consulter
Tu dois parcourir l'ensemble des chapitres de ce cahier de ressources pour bien te préparer au test de validation de cette station.
2. L'énergie potentielle
2.1 Définition de l'énergie potentielle
On définit l’énergie potentielle comme l’énergie emmagasinée par un objet en fonction de sa position ou sa forme. Dans le cas précis qui nous intéresse ici, il s’agit de l’énergie potentielle gravitationnelle qui se concentre sur la hauteur de l’objet par rapport au sol. Celle-ci est proportionnelle à trois facteurs :
- La masse de l’objet (en kg)
- L’intensité du champ gravitationnel (9,8 N/kg sur la Terre)
- La hauteur de l’objet (en m).
On calcule l’énergie potentielle grâce à cette formule :
Formule
Ep = mgh
m : Masse de l'objet (kg)
g : Intensité du champ gravitationnel (N/kg)
h : Hauteur (m)
Ep : Énergie potentielle (J)
2.2 Exemples
Exemple 1
Un homme tient une boîte du haut de la fenêtre de son appartement situé au 5ième étage. La boîte en question pèse 15 kg et la hauteur de la fenêtre est à environ 30 mètres du sol. Quelle est l’énergie potentielle gravitationnelle contenue dans la boîte?
m = 15 kg
h = 30m
g = 9,8 N/kg
Ep = ? J
Ep = mgh
Ep = 15 kg x 9,8 N/kg x 30 m = 4 410 J
Exemple 2
L’homme laisse tomber la boîte. Quelle est l’énergie potentielle à 20 m et 10 m du sol.
m = 15 kg
g = 9,8 N/kg
h1 = 10 m
Ep1 = ? J
h2 = 20 m
Ep2 = ? J
1. Énergie potentielle à 20 m
Ep = mgh
Ep = 15 kg x 9,8 N/kg x 20 m = 2 940 J
2. Énergie potentielle à 10 m
Ep = mgh
Ep = 15 kg x 9,8 N/kg x 10 m = 1 470 J
Comme on peut le constater, l’énergie potentielle diminue au fur et à mesure que la boîte s’approche du sol.
Peut-on prédire la vitesse de la boîte si on en connait la hauteur ? C'est ce que nous verrons dans la prochaine section portant sur l'énergie mécanique.