Énergie potentielle de pesanteur

Définition

L'énergie potentielle de pesanteur est l'énergie que possède un objet du fait de sa position dans le champ de gravitation :

$$ E_{pp} = m g z $$

• $m$ : masse de l'objet (kg)
• $g$ : accélération de la pesanteur (m·s⁻²)
• $z$ : altitude par rapport à une référence choisie (m)

Choix de la référence

L'énergie potentielle est définie à une constante près. Il faut choisir un niveau de référence où $E_{pp} = 0$.

Convention usuelle : on choisit le sol comme référence ($z = 0$).

Lien avec le travail du poids

Le travail du poids est lié à la variation d'énergie potentielle :

$$ W_{AB}(\vec{P}) = -(E_{pp}(B) - E_{pp}(A)) = -\Delta E_{pp} $$

• Si l'objet descend : $\Delta E_{pp} < 0$ et $W > 0$ (le poids est moteur)
• Si l'objet monte : $\Delta E_{pp} > 0$ et $$ W_{AB}(\vec{P}) = -(E_{pp}(B) - E_{pp}(A)) = -\Delta E_{pp} $$0 (le poids est résistant)

Force conservative

Le poids est une force conservative car son travail ne dépend que des positions initiale et finale, pas du chemin suivi. L'énergie potentielle de pesanteur est l'énergie potentielle associée au poids.