L'énergie potentielle élastique est l'énergie stockée dans un objet en raison de sa déformation. Cette déformation peut s'étirer, comprimer ou flexion.
Voici comment déterminer l'énergie potentielle élastique:
1. Comprendre la formule:
La formule pour l'énergie potentielle élastique (U) est:
u =(1/2) * k * x²
Où:
* u: Énergie potentielle élastique (mesurée en joules)
* k: Constante de ressort (mesurée en newtons par mètre (n / m))
* x: Déplacement de l'équilibre (mesuré en mètres)
2. Identifiez la constante de ressort (k):
La constante de ressort est une mesure de la rigidité de l'objet. Il est spécifique au matériau et à la forme de l'objet.
* pour les ressorts: La constante de ressort est généralement donnée dans le problème ou peut être déterminée expérimentalement en mesurant la force nécessaire pour étirer ou comprimer le ressort sur une certaine distance.
* pour d'autres objets: Vous devrez peut-être consulter un tableau ou utiliser une formule pour déterminer la constante de ressort en fonction des propriétés du matériau et de la géométrie de l'objet.
3. Déterminez le déplacement (x):
Le déplacement est la distance que l'objet a été déformé de sa position d'équilibre.
* pour les ressorts: C'est la distance que le ressort est étiré ou comprimé au-delà de sa longueur naturelle.
* pour d'autres objets: Cela peut être la quantité de flexion ou d'étirement qui s'est produite.
4. Branchez les valeurs sur la formule:
Une fois que vous avez la constante de ressort (k) et le déplacement (x), branchez-les simplement sur la formule et calculez l'énergie potentielle élastique.
Exemple:
Un ressort avec une constante de ressort de 20 n / m est étiré à 0,5 mètre de sa position d'équilibre. Calculez l'énergie potentielle élastique stockée au printemps.
* k =20 n / m
* x =0,5 m
u =(1/2) * k * x² =(1/2) * 20 n / m * (0,5 m) ² =2,5 joules
Par conséquent, l'énergie potentielle élastique stockée au printemps est de 2,5 joules.
Remarques importantes:
* Cette formule est valable pour les objets qui se comportent élastiquement, ce qui signifie qu'ils reviennent à leur forme d'origine après la suppression de la déformation.
* L'énergie potentielle élastique est stockée dans l'objet et peut être convertie en autres formes d'énergie, comme l'énergie cinétique, lorsque l'objet est libéré.
En suivant ces étapes, vous pouvez calculer l'énergie potentielle élastique stockée dans tout objet qui subit une déformation élastique.
