Quelle est la différence entre énergie potentielle et cinétique?
La différence entre l'énergie potentielle et cinétique se résume à une propriété très simple de l'objet. Si un objet est en mouvement, alors il a de l'énergie cinétique, ou l'énergie cinétique est l'énergie du mouvement. L'énergie potentielle est l'énergie qui est stockée dans un objet et peut être libérée dans les bonnes conditions. Par conséquent, la différence entre l’énergie potentielle et l’énergie cinétique dépend du fait qu’un objet se déplace ou non.
De nombreux objets ont une énergie potentielle qui peut être libérée de différentes manières. Les carburants et les aliments contiennent de l'énergie potentielle, qui est libérée sous forme de chaleur ou d'énergie chimique, respectivement. Les sources contiennent également de l'énergie potentielle. Lorsqu'un ressort est libéré, l'énergie potentielle est libérée sous forme d'énergie cinétique. Un autre exemple d'énergie potentielle est l'énergie potentielle gravitationnelle.
L'énergie potentielle gravitationnelle est un type d'énergie qu'un objet possède en raison de son élévation au-dessus du sol. La quantité d’énergie potentielle gravitationnelle de l’objet lorsqu’il est soulevé peut être déterminée en mesurant la quantité de travail nécessaire pour y parvenir en utilisant la hauteur à laquelle il a été élevé (h), sa masse (m) et l’attraction gravitationnelle du terre (g), soit 10 N / kg. La formule de l’énergie potentielle gravitationnelle est GPE = mgh. Par exemple, un poids de 50 kg qui est soulevé de 5 m aurait un GPE de 50 x 5 x 10, ou 2500 joules (J), l'unité de l'énergie.
Si le poids utilisé dans l'exemple précédent était libéré, son énergie potentielle gravitationnelle se transformerait en énergie cinétique. Le poids commence avec uniquement de l'énergie potentielle gravitationnelle tant qu'il est maintenu au-dessus du sol. Quand il est relâché, il commence à accélérer vers le sol sous l’effet de la gravité. Dans ce cas, il aura à la fois une énergie potentielle et cinétique. Plus il se rapproche du sol, plus son énergie potentielle est transférée en énergie cinétique jusqu'à ce qu'elle soit sur le point de toucher le sol et que toute cette énergie soit transformée en énergie cinétique.
C'est le principe de la conservation de l'énergie en physique. La conservation de l’énergie stipule que l’énergie ne peut être ni détruite ni créée et qu’elle est une loi fondamentale de la physique. D'en haut, initialement, l'énergie potentielle gravitationnelle a été transférée du travail pour soulever le poids. Deuxièmement, l'énergie cinétique a été transférée de l'énergie potentielle gravitationnelle stockée du poids soulevé. En d'autres termes, l'énergie potentielle et cinétique sont les mêmes.
L'énergie cinétique est calculée en utilisant la masse (m) d'un objet et sa vitesse (v) dans l'équation suivante - KE = ½ mv 2 (masse x vitesse au carré divisée par 2). En utilisant notre exemple ci-dessus, nous connaissons déjà l'énergie cinétique du poids car le potentiel et l'énergie cinétique sont les mêmes. Le poids a une énergie cinétique de 2500 J juste avant de toucher le sol. Nous pouvons utiliser ceci pour déterminer sa vitesse au moment où il frappe le sol ou sa vitesse d’impact. En réarrangeant la formule de l'énergie cinétique, on obtient - v 2 = 2KE / m ou v 2 = 2 x 2500/50 = 100, de sorte que la vitesse d'impact du poids est de 10 m / s (la racine carrée de 100).