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 :

\[E_P= m \cdot g \cdot z + E_{P_0}\]
  • 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 :

\[E_P = m \cdot g \cdot z\]