Énergie potentielle de pesanteur
Énergie dans le référentiel et le modèle idéal indiqués.
Physique · Mécanique · Mouvement et énergie
Calculateur : énergie potentielle gravitationnelle
Calculer l’énergie potentielle de pesanteur depuis un niveau zéro choisi, ou sa variation entre deux hauteurs signées.
Créé le v1.0
Par Thibaut Grzelak, ingénieur calcul mécanique
02
Résultats
Variation d’énergie
Énergie potentielle finale moins énergie potentielle initiale.
Relation et application numérique
U = m × g × h—
Pesanteur uniforme ; m,g > 0 ; hauteurs positives vers le haut depuis la même référence.
01Formules et symboles
Formules utilisées
U
U = m × g × hÉnergie dans le référentiel et le modèle idéal indiqués.ΔU
ΔU = m × g × (h − h₀)Énergie potentielle finale moins énergie potentielle initiale.02Hypothèses et limites
Domaine de validité
- Pesanteur uniforme ; m,g > 0 ; hauteurs positives vers le haut depuis la même référence.
03Exemple de vérification
Cas numérique de référence
- m = 10 kg, g = 9.80665 m/s², h = 2 m : U = 196.133 J. De h₀ = 4 m à h = 2 m : ΔU = 10 × 9.80665 × (2 − 4) = −196.133 J.
04Références
Références techniques
FAQ
Pourquoi l’énergie potentielle de pesanteur peut-elle être négative ?
Dans la relation proche de la Terre U = mgh, le niveau zéro est choisi par l’utilisateur. Une position située sous cette référence a h < 0 et donc U < 0 ; seules les différences d’énergie ont une signification physique dans ce modèle.
Changer la hauteur de référence modifie-t-il le résultat physique ?
Cela décale la valeur numérique de l’énergie potentielle d’une constante, mais ne change pas ΔU entre deux hauteurs. Les forces et les variations d’énergie restent donc indépendantes du niveau zéro choisi.
05Fonctionnement
Le niveau de référence est arbitraire : le modifier change U, mais pas ΔU entre les mêmes positions. Élever une masse augmente son énergie ; l’abaisser donne une variation négative. Le travail du poids vaut −ΔU ; un levage quasi statique contre le poids demande +ΔU.
06Limites du modèle
Masse constante et g uniforme positif sur une hauteur petite devant le rayon terrestre. Pour de grandes altitudes, utiliser le modèle gravitationnel en inverse du carré. Une énergie négative par rapport au zéro choisi est autorisée.
07Erreurs fréquentes
Saisir la hauteur au-dessus du niveau choisi, pas l’altitude au-dessus de la mer sauf si c’est votre zéro. Ne pas confondre la variation d’énergie et le travail du poids, de signe opposé.