ENERGIE POTENTIELLE

-énergie potentielle

L’ÉNERGIE POTENTIELLE 

dépend des acquis du milieu (ou du corps) dans lequel elle est lovée

Elle ne s’exprime pas (tout au moins pas encore) sous les formes usuelles de nos mesures d’énergies (limitées aux mouvements, aux rayonnements et aux températures)

 

-une énergie potentielle peut être sous-jacente d’un mouvement

l’énergie potentielle d’un corps qui s’apprête à tomber dépend du dénivelé (position) ainsi que de la force qui le sollicite (la gravité s’il s'agit d'un corps terrestre) Mais il n’est pas encore question de la vitesse de chute

E= F.Δl = m.g.Dl

avec Ep(J)= énergie potentielle

Δl(m)= hauteur de chute

F(N) est la force (appelée poids F= m.g, sur Terre)

g(m/s²)= gravité (dite pesanteur sur Terre) et m(kg)= masse du corps

 

-une énergie potentielle peut être sous-jacente de déformation

un solide élastique qui se déforme sous une action mécanique accumule de l’énergie potentielle, qu’il rendra, dès lors qu'apparaîtront des situations contraires

a))Exemple d’un ressort: Ep= (W’d.lé²) / 2

où Ep(J)= énergie potentielle du ressort

W’d(N/m)= constante de rappel d’un ressort

lé(m)= élongationdu ressort

Nota: l’énergie nécessaire pour faire acquérir Eau ressort, fut le travail ci-après : W = [W’d.(l2²- l1² )] / 2     où l1et lsont les élongations initiale et finale du ressort

Par ailleurs, s'il y a oscillation et en supposant qu’il n’y ait pas d’amortissement, l’énergie passe alternativement de Eà W et réciproquement à chaque maxi ou mini d’élongation

b))Exemple d’un solide longiligne:

W = V.nk.(dl / l)

où W(J)= travail de déformation

nk(N/m²)= module de compression (valeurs au chapitre module)

(dl / l)(nombre)= allongement (relatif)

V(m3)= volume du corps

c))Exemple d'une déformation très lente

dEd= ∫{Σn}.dV

où dEd(J)= variation d’énergie (créant déformation) dans une transformation infiniment lente d’un élément de volume dV(m3)

Σn(exprimées en N/m² ou en Pa)= ensemble des contraintes créant les variations déformantes de volume dV

 

-une énergie potentielle peut être sous-jacente de torsion 

L’énergie emmagasinée par un corps ayant subi une torsion est:

(loi de Hooke) Ep= MΓ.θ    ou    Ep= Vr.∫nn.dl / l

avec MΓ(J/rad)= moment de torsiondu couple de rappel du ressort

θ(rad)= angle de torsion (dit aussi élongation angulaire)

nn(N/m²)= module(contrainte) normale

Δl/l (nombre)= allongement relatif

Vr(m3)= moment résistant du ressort 

 

-une énergie potentielle peut être sous-jacente d’énergie disponible dans un électron lié

c’est alors Ep variable avec sa position par rapport au noyau auquel il est géographiquement lié. Le niveau d’énergie potentielle des électrons a une probabilité moyenne (soit 50%) d'être quelconque, mais à distance très grande du noyau (sur la couche externe, dite "de valence" Eil est maximal) puis, en se rapprochant, il décroît jusqu’à un minimum et à proximité du noyau, il croît à nouveau rapidement.

 

 

Nota: les expressions Potentiel normal, Potentiel centrifuge, Potentiel central, Potentiel effectif, Potentiel électrique, Potentiel coulombien,Potentiel chimique, etc (pour atome ou molécule) ne sont pas des énergies potentielles au sens littéral. On balance le mot POTENTIEL à la place du mot énergie, mais il ne s’agit pas-là d’énergies potentielles (ce sont des énergies actives, réelles) On subit là un cafouillage de langage

 

-l’énergie noire est une énergie potentielle du milieu universel, qui pourra prendre toutes les formes (matière, chaleur, cinétique, etc)

Mais elle n'est ni visible, ni mesurable --pas plus que l'énergie potentielle de la pomme, qui vint cependant mécaniquement tomber sur la tête de Newton--

 

-une énergie potentielle peut être sous-jacente dans la matière

 

Et elle est donnée par la célèbre formule E = m.c²

On récupérera cette énergie si l’on soumet ladite matière à des conditions favorables

Exemple: un proton au repos a une énergie potentielle de 1 GeV (1,6.10-10 J)

 

 

-la tension superficielle est une énergie potentielle de surface

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