Comment calculer l’énergie potentielle de pesanteur d’un solide ?

Réponse publiée sur Quora

Un solide ne peut pas avoir d’énergie potentielle à lui tout seul. L’énergie est une grandeur constante pour un système isolé.

L’Énergie potentielle de pesanteur vaut E=m.g.h , donc un produit de trois facteurs associés aux trois choses qui forment le “système isolé” correspondant:

• la masse m de l’objet
• l’accélération de la pesanteur g à la surface du gros objet (en principe la Terre) qui génère un champ de pesanteur
• la hauteur h par rapport au point bas où on définit arbitrairement que l’objet a une énergie potentielle nulle.

L’énergie potentielle “d’un caillou” de 1 kg peut donc valoir presque 10 Joule si on le soulève de 1m, 0 quand il tombe au sol, et -10 Joule si il tombe ensuite dans un trou de 1m de profond.

C’est donc vachement important de bien comprendre que :

1. l’énergie n’est pas un fluide mystérieux stocké dans le caillou, mais juste un nombre qui reste constant lors des transformations du système caillou+Terre
2. que ce nombre est lié à une référence d’altitude arbitraire : le caillou n’a aucun moyen de “savoir” s’il va tomber de 1m ou de 2 …
3. que l’énergie potentielle de gravitation est négative par rapport à la référence de l’espace : il faut fournir de l’énergie pour faire sortir le caillou d’un puits gravitationnel