Énergie potentielle de pesanteur et élastique

Énergie potentielle de pesanteur

Un objet situé en hauteur possède une énergie potentielle de pesanteur, notée Epp, car il pourrait retomber et donc libérer de l'énergie. Elle dépend de la masse m, de l'intensité de pesanteur g (environ 10 N/kg sur Terre) et de l'altitude h par rapport à une référence choisie :

Epp = m * g * h

Choix de la référence

La valeur de h (et donc de Epp) dépend du niveau que l'on choisit comme référence (souvent le sol, ou le point le plus bas de la trajectoire). Ce choix est libre, mais il faut le garder identique tout au long d'un exercice.

Exemple

Un livre de masse 0,8 kg posé sur une étagère à 1,5 m du sol a une énergie potentielle de pesanteur : Epp = 0,8 * 10 * 1,5 = 12 J

Énergie potentielle élastique

Un ressort comprimé ou étiré de x (en m) par rapport à sa position au repos, de raideur k (en N/m), stocke une énergie potentielle élastique :

Epe = 1/2 * k * x^2

Pièges à éviter

• Oublier de définir clairement l'origine des hauteurs (h = 0 où ?).
• Confondre h avec la distance totale parcourue si la trajectoire n'est pas verticale.
• Oublier le facteur 1/2 dans Epe, comme pour l'énergie cinétique.