La variation de l'énergie potentielle de pesanteur

Pourquoi s'intéresser à la variation ?

En physique, ce qui compte souvent n'est pas la valeur absolue de Epp mais sa variation entre deux positions, notée delta Epp. Cette variation ne dépend pas du choix de la référence, contrairement à Epp elle-même.

La formule

delta Epp = Epp(finale) - Epp(initiale) = m * g * (h_finale - h_initiale) = m * g * delta h

• Si l'objet monte (delta h > 0), alors delta Epp > 0 : l'énergie potentielle augmente.
• Si l'objet descend (delta h < 0), alors delta Epp < 0 : l'énergie potentielle diminue.

Exemple

Un grimpeur de masse 65 kg monte d'une hauteur delta h = 300 m sur une falaise (g = 10 N/kg) :

delta Epp = 65 * 10 * 300 = 195000 J = 195 kJ

Cette énergie a été fournie par le travail musculaire du grimpeur contre son poids.

Lien avec le travail du poids

Le travail du poids lors d'un déplacement s'écrit W(poids) = -delta Epp = m * g * (h_initiale - h_finale). Quand l'objet descend, le poids travaille positivement (il favorise le mouvement) ; quand l'objet monte, le poids travaille négativement (il s'oppose au mouvement).

Piège classique

Ne pas confondre le signe de delta h avec celui du travail du poids : une descente donne delta h négatif mais un travail du poids positif, à cause du signe moins dans la relation W = -delta Epp.