Énergies potentielles gravitationnelle et élastique

Matériel

• Masse virtuelle m réglable
• Ressort idéal de raideur k
• Curseurs m, h, k, x et affichage de l'énergie

Protocole

1. Mesurer l'énergie potentielle gravitationnelle

   Avec les curseurs « Masse m » et « Hauteur h », placez l'objet à différentes hauteurs ; observez la barre d'énergie $U_g$. Notez deux couples (m, h) et vérifiez $U_g = mgh$ : doubler h double $U_g$.

2. Mesurer l'énergie potentielle élastique

   Faites glisser le curseur « Déformation x » pour comprimer ou étirer le ressort et modifiez « Raideur k ». Notez $U_s$ pour deux valeurs de x et vérifiez $U_s = \frac{1}{2}kx^2$ : doubler x quadruple l'énergie.

3. Comparer et prédire

   Fixez k ou m et prédisez le x ou h qui égalise les deux énergies ($mgh = \frac{1}{2}kx^2$). Testez la prédiction dans la simulation et comparez les courbes : $U_g$ est linéaire en h, $U_s$ est une parabole en x. « Pause » permet une lecture précise.

Simulation

Histoire de l’expérience

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