Energie elastique

Énergie élastique

L'énergie élastique est l'énergie représentant la déformation élastique d'un objet solide ou d'un fluide (pression d'un gaz ou d'un liquide).

En effet, pour mettre un solide ou un fluide en compression, il faut exercer sur lui une force $\vec{F}$ qui va provoquer une diminution de volume ΔV. Le point d'application de la force va donc bouger, le travail de cette force permet de déterminer l'énergie de compression.

Cette énergie s'exprime par rapport à un état de référence, par exemple système sans compression, ou bien soumis à la pression atmosphérique ; elle est donc définie à une constante près.

En thermodynamique, pour un gaz, on définit cette énergie par

E_e = p · V

où P est la pression et V le volume du gaz.

Pour un ressort de raideur k, elle est définie en fonction de l'allongement Δl :

$E_e = \frac{1}{2} \cdot k \cdot \Delta l^2$

En mécanique des milieux continus, la densité d'énergie élastique (en J·m^-3) est définie par :

$w_e = \frac{1}{2} \sigma \cdot \varepsilon$

soit d'après la loi de Hooke

$w_e = \frac{1}{2} E \cdot \varepsilon^2$

Pour des matériaux solides, ces expressions sont valables tant que la contrainte demeure en-deçà de la limite d'élasticité.

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