Le potentiel : introduction I

Dans le but de préparer l’élève au concept de potentiel électrique, nous introduisons la notion physique de potentiel au travers du potentiel gravitationnel. Pour cela nous proposons la résolution d’un problème de mécanique élémentaire par l’application du principe de conservation de l’énergie. Ceci est l’occasion de rappeler la notion d’énergie potentielle : E_P=mgz (où z est la hauteur de la masse m). Le potentiel gravitationnel en un point est alors défini comme le rapport entre l’énergie potentielle d’un objet situé en ce point et la masse de cet objet, soit V_G=E_P/m=gz. Nous justifions l’intérêt pratique de ce concept de potentiel en montrant qu’il permet de caractériser le champ gravitationnel dans sa dimension énergétique. En particulier, nous montrons que le potentiel gravitationnel permet de faire très facilement des bilans énergétiques (p.ex., une perte de potentiel correspond à la croissance de l’énergie cinétique d’un objet en chute libre). Nous attirons l’attention de l’élève sur le fait que le choix de l’origine de l’axe z dans l’expression du potentiel n’a pas d’influence sur le résultat de ces bilans.