L’énergie potentielle est l’énergie stockée de position. Il peut être considéré comme de l’énergie qui est «stockée» par n’importe quel système physique. On l’appelle potentiel car, dans sa forme actuelle, il ne fait aucun travail ni ne provoque de changement dans son environnement. Cependant, il a le potentiel d’être converti en différentes formes d’énergie, telles que l’énergie cinétique. L’unité standard pour mesurer cette énergie est le joule.
Lorsqu’un objet est déplacé de sa position d’origine et qu’il y a de l’énergie qui le ramène à cette position, l’énergie potentielle a tendance à exister. Une balle au bout d’un ressort, par exemple, a de l’énergie qui sera convertie en énergie cinétique lorsqu’elle revient à sa position d’origine. Un poids maintenu au-dessus du sol aura, une fois relâché, une énergie potentielle car la gravité le ramènera à sa position d’origine.
L’un des principes majeurs de ce type d’énergie est la loi de conservation de l’énergie, qui stipule que l’énergie ne peut être ni créée ni détruite. L’énergie dépensée pour soulever un objet ou comprimer un ressort ne disparaît pas simplement, elle est « stockée » sous forme d’énergie potentielle. Elle est ensuite libérée sous forme d’énergie cinétique par une force de rappel. L’entrée d’énergie est égale à la sortie d’énergie; il n’y a pas de gain ou de perte d’énergie globale.
Il existe de nombreux types d’énergie potentielle. L’énergie élastique potentielle existe lorsqu’un objet élastique, tel qu’un arc ou un élastique, est étiré ou autrement déformé sous contrainte. L’énergie chimique potentielle est liée aux liaisons chimiques dans une molécule. Dans les réactions chimiques, l’énergie potentielle chimique est transformée en d’autres formes d’énergie lorsque les liaisons sont rompues et reformées. L’énergie électrique potentielle prend trois formes principales : électrostatique, électrodynamique et nucléaire.
L’énergie électrostatique potentielle existe lorsqu’une particule chargée est au repos. Il a une énergie potentielle en raison de sa position par rapport aux autres particules chargées. L’énergie électrodynamique potentielle existe en raison du mouvement des particules chargées. Ces particules peuvent former un champ électromagnétique qui a le potentiel de déplacer d’autres objets. L’énergie nucléaire potentielle existe en raison des relations entre les particules subatomiques, telles que les protons, les électrons et les neutrons, dans le noyau des atomes.