Potential Energy and Electric Potential
Une même idée sous deux costumes, côte à côte : une balle soulevée entre des courbes de niveau et une charge déplacée entre des anneaux équipotentiels. Déplacez l'une ou l'autre et changez sa taille : les énergies stockées se mettent à l'échelle, mais gh et V non. Placez 1 C, 2 C et 3 C au même point et U/q ressort identique à chaque fois.
Comment utiliser cette simulation
- Déplacez la balle entre les courbes de niveau et la charge entre les anneaux équipotentiels
- Appuyez sur 1 kg / 1 C, 2 kg / 2 C ou 3 kg / 3 C pour changer l'objet au même endroit
- Appuyez sur Try all three here pour placer les trois charges en un point et comparer U/q
- Appuyez sur Reset pour ramener les deux images à leurs positions de départ
Ce qu’il faut observer
- Tripler la charge triple l'énergie stockée au même point
- U/q est identique pour les trois charges, car le potentiel ne dépend pas de ce que l'on apporte
- Se déplacer le long d'une courbe de niveau ou d'un anneau équipotentiel ne change aucune énergie
- Les images gravitationnelle et électrique se comportent à l'identique devant tout changement
- Le potentiel décrit la position ; l'énergie potentielle décrit l'objet à cette position
La physique derrière
L'énergie stockée dépend de l'objet autant que du lieu : U = mgh pour la balle et U = qV pour la charge. Diviser cette énergie par la propriété qui la rendait grande élimine l'objet du résultat et laisse gh et V, des grandeurs appartenant au champ et à la position seuls. Le potentiel électrique se définit exactement ainsi, V = U/q, et c'est pourquoi un point d'un champ a un seul potentiel quelle que soit la charge qu'on y apporte, et même si l'on n'en apporte aucune.