Calculateur d'énergie potentielle élastique

PE = ½kx²

Calculer l'énergie potentielle élastique stockée dans un ressort. PE = ½kx² — énergie de déformation.

Interface utilisateur de la calculatrice

Calculer

Constante de ressort k (N/m)

Déformation x (m)

Entrez les valeurs ci-dessus pour calculer

Comment il calcule

PE = ½ × k × x²

k en N/m, x (extension/compression) en mètres

Résultat en joules

Formule et variables

Formule

PE = ½kx²

Tableau des variables

Symbole	Quantité	Unité SI
PE	Énergie potentielle élastique	J
k	Constante de ressort	N/m
x	Extension ou compression	m

Lien théorie

→ Article sur le mouvement harmonique simple

Conseils d’interprétation et d’utilisation

Comment utiliser cette calculatrice

Ce calculateur d'énergie potentielle élastique est conçu pour des vérifications physiques rapides et un examen des problèmes résolus. Entrez les valeurs dans les unités indiquées à côté de chaque entrée, puis comparez le résultat avec la formule et le tableau des variables avant de l'utiliser dans une solution plus longue. La calculatrice fait le calcul, mais la physique dépend toujours du choix d'un modèle adapté à la situation.

Commencez par identifier le système, les quantités connues et la quantité que vous souhaitez rechercher. Si une valeur est donnée dans une unité non SI, convertissez-la avant la substitution. Une réponse numérique correcte avec des unités mixtes peut toujours être physiquement fausse, en particulier lorsqu'il s'agit d'unités au carré, de secondes inverses, de charges, de températures ou de distances.

Hypothèses et limites

La formule PE = ½kx² est un modèle et non une description universelle de tous les cas possibles. Il suppose que les quantités dans le tableau des variables sont les quantités pertinentes pour le problème et que les effets cachés sont soit négligeables, soit déjà inclus dans les entrées. Si la friction, la traînée, les vitesses relativistes, les champs changeants, la température non constante ou les effets spécifiques à la géométrie sont importants, vérifiez si un modèle plus complet est nécessaire.

Utilisez le résultat pour vérifier la grandeur et les unités. Demandez si la réponse a le bon signe, si elle augmente ou diminue lorsqu'une entrée change et si les cas limites ont du sens. Mettre une entrée à zéro, doubler une quantité ou utiliser une valeur très grande suffit souvent à détecter un choix de formule ou une erreur d'unité avant d'atteindre une réponse finale.

Exemple travaillé

Un ressort (k = 200 N/m) comprimé sur 0,1 m. Trouvez l'énergie stockée.

Étape 1 : PE = ½kx²

Étape 2 : PE = ½ × 200 × (0,1)²

Étape 3 : PE = 100 × 0,01

Réponse : PE = 1 J

Erreurs courantes

Notez le facteur ½ et que x est au carré – doubler x quadruple l'énergie
Valable uniquement dans la limite élastique (région de la loi de Hooke)
L'énergie est la même pour une extension ou une compression d'amplitude égale

Connexes

SHM Calcul de la loi de Hooke Énergie cinétique

FAQ

Foire aux questions

Où est stockée l’énergie ?

Dans la déformation du matériau du ressort. Il se convertit en énergie cinétique lorsqu'il est libéré, entraînant une oscillation.

Pourquoi x² et pas x ?

Parce que la force augmente linéairement avec x (F = kx), le travail pour l'étirer (zone sous le graphique F-x) est le triangle ½kx².