Définition : Énergie potentielle d'un système
L'énergie potentielle dépend de la position du système et peut prendre différentes formes selon la force dont elle dérive.
On peut ainsi distinguer :
l'énergie potentielle de pesanteur qui dépend de la hauteur du système par rapport à une altitude de référence (en général le sol) ;
l'énergie potentielle électrostatique qui dépend de la position du système, chargé électriquement, dans un potentiel électrique ;
l'énergie potentielle élastique qui dépend de l'état d'allongement ou de compression d'un ressort ou élastique.
Une énergie potentielle est définie à une constante près qui dépend de l'origine qui est choisie pour la calculer.
Définition : Énergie potentielle de pesanteur
L'énergie potentielle de pesanteur dépend de l'altitude z du système dans le champ de pesanteur.
Elle s'exprime sous la forme :
m est la masse du système en \(\mathbf {kg}\) ;
g est l'intensité de la pesanteur en \(\mathbf{N \cdot kg^{-1}}\) : \(g \simeq 9{,}8\ \mathrm{N \cdot kg^{-1}}\)
z est l'altitude en \(\mathbf m\) ;
\(E_{P_0}\) est une constante dépendant de la référence choisie
Le plus souvent, on choisit l'énergie potentielle nulle au niveau du sol, donc l'expression se simplifie :