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Mode d’emploi
Près d’une surface, lorsque l’accélération gravitationnelle peut être considérée constante, l’énergie potentielle par rapport à un niveau de référence vaut U=mgh. La hauteur peut être négative sous ce niveau.
- Choisissez l’inconnue : énergie, masse, hauteur ou g.
- Choisissez les unités SI ou impériales et saisissez les valeurs connues.
- Calculez pour afficher toutes les grandeurs après normalisation interne des unités.
Comment le calcul est effectué
Exemple
Exemple GPE : avec m=2 kg, h=5 m et g=9,80665 m/s², U=2×9,80665×5≈98,0665 J. Un second exemple, m=10 kg à h=3 m, donne U≈294,1995 J par rapport au même niveau zéro.
Remarques importantes
La valeur de U dépend du niveau zéro choisi. mgh est une approximation locale avec g quasi constant ; pour de grandes distances planétaires ou les orbites, il faut utiliser U=-GMm/r.
Exemples résolus et interprétation
Une masse de 2 kg à 5 m au-dessus d’un niveau de référence a une énergie potentielle de 98 J si l’on suppose g=9,8 m/s². Doubler la hauteur double l’énergie dans le modèle à pesanteur constante.
| Cas | Calcul | Résultat |
|---|---|---|
| Énergie à 5 m de hauteur | 2 × 9.8 × 5 | 98 J |
| Énergie à 10 m de hauteur | 2 × 9.8 × 10 | 196 J |
Comment vérifier le résultat
Choisissez le niveau de hauteur nulle et fixez g à 9,8 pour reproduire l’exemple. Cette relation est une approximation locale à pesanteur constante, pas une formule universelle à toute distance d’une planète. Les écarts d’énergie utilisent le même niveau de référence.
Questions fréquentes
L’énergie potentielle peut-elle être négative ?
Oui si l’objet se trouve sous le niveau zéro choisi ; les différences d’énergie sont souvent les plus importantes.
Quelle est la valeur de g standard en unités impériales ?
La pesanteur normale g₀=9,80665 m/s², soit environ 32,1740486 ft/s². Vous pouvez saisir une autre valeur locale si nécessaire.
g est-il identique à la constante gravitationnelle G ?
Non. g est l’accélération locale de la pesanteur en m/s² ou ft/s² ; G est la constante universelle utilisée dans la loi de gravitation de Newton.
Pourquoi g=9,80665 par défaut ?
C’est la pesanteur normale de référence ; vous pouvez saisir une autre valeur locale.
La variation d’énergie dépend-elle du niveau zéro ?
Non. Déplacer le niveau zéro ajoute une constante aux valeurs, mais ne change pas la différence entre deux positions si la même référence est utilisée partout.