Evolution d'une particule soumise à un gradient d'énergie potentiel

Ce simulateur propose de se familiariser avec les concepts d'énergie potentielle et de gradient de l'énergie potentielle. Cet outil fonctionne avec Adobe FlashPlayer (disponible gratuitement ici s'il n'est pas déjà installé dans votre navigateur).

Soit une masse m (disque jaune) pouvant se déplacer sur un axe horizontal et soumise uniquement à une force conservative dérivant d'une énergie potientelle Ep (courbe tracée en noir). Cette particule mobile possède également une énergie de mouvement (cinétique) Ec, et son énergie mécanique Em = Ep + Ec est donc constante (trait horzontal bleu).



Utilisation :

A l'aide de la souris, changez les valeurs de Em et de la position initiale du mobile et observez le comportement de m au cours du temps. La force s'exerçant sur le mobile au cours du temps est représentée par la flèche orange.

Note : par choix, à chaque lancé de simulation de mouvement du mobile, la vitesse initiale de celui-ci (et qui correspond à l'énergie cinétique choisie via l'énergie mécanique) est orientée positivement vers la droite.

Em, Ep et Ec sont données avec la même unité arbitraire.

Quelques exemples de réflexions à développer :

  • observez comment la force s'appliquant sur le mobile évolue en fonction de la position de m et donc de la forme de la courbe Ep = f(x).
  • observez au cours du temps la partition de l'énergie mécanique en énergies cinétique et potentielle
  • comment restreindre l'amplitude de mouvement de cette particule ?
  • est-il possible que l'énergie mécanique de cette particule soit de -40 (unité arbitraire) ?
  • est-il possible que l'énergie mécanique de cette particule soit de -70 (unité arbitraire) ?

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