Analogie potentiel électrostatique -altitude

[damastate]

Bonjour à tous. J'ai lu qu'on pouvait comparer le couple d'énergie potentielle électrostatique/ potentiel électrostatique avec le couple énergie potentielle de pesanteur/altitude. Je sais que le potentiel et l'altitude sont défini par rapport à une référence. Jusque là ça va. Je connais que V(M) = q/(4πε0 r)+ constante . on dit que le potentiel est nul à l'infini donc constante=0. Si je compare avec l'altitude l'infini serait le niveau de la mer. Mon problème est que si je me trouve à une distance infinie du niveau de la mer, mon altitude est infini. Alors qu'en électrostatique, des charges ont des potentiels fixes alors qu'ils se trouvent à l'infini de l'infini (je n sais pas si je suis clair...)
-----

[phys4]

Bonjour,
Il vaut mieux ne pas changer la définition de l'infini, ainsi vous trouverez une formule similaire pour l'énergie du potentiel de pesanteur.

Je connais que V(M) = q/(4πε0 r)+ constante . on dit que le potentiel est nul à l'infini donc constante=0. Si je compare avec l'altitude l'infini serait le niveau de la mer. Mon problème est que si je me trouve à une distance infinie du niveau de la mer, mon altitude est infini.

Pour la pesanteur ce potentiel devient

[albanxiii]

Bonjour,

Attention à ne pas confondre pesanteur et gravitation.

Énergie potentielle de pesanteur :

Énergie potentielle de gravitation : ce que phys4 a donné.

@+

[arrial]

Bonjour,

Le mieux est de revenir à la définition de l'énergie potentielle.
Fg↑ = m.(G.M/r²).er↑ = - m.∇↑ V
Fé↑ = q.(k.Q/r²).er↑ = - q.∇↑ V
L'énergie potentielle qui est une énergie de liaison est nulle à une distance infinie, et vaut donc
Eg = m.(G.M/r) = m.V
Eé = q.(k.Q/r) = q.V
Deux remarques importantes :
– ceci est valable pour des "masses sources" ponctuelles ou de symétrie sphérique, ou assimilables très loin,
– r n'est pas l'altitude, mais la distance au centre de masse.

Cordialement.

[A voir en vidéo sur Futura]

[damastate]

Merci pour ces précisions. Est-on obligé de dire que le potentiel électrostatique est nul à l’infini ? Il me semblait que l'on pouvait donner n'importe quelle valeur. Ai-je le droit de dire que le potentiel vaut 5 V à l'infini ?

[phys4]

Le potentiel est toujours défini à une constante près.

Vous pouvez donc mettre la valeur que vous voulez. C'est une question de simplification pour éviter une constante inutile dans les calculs.
Dans les calculs de mécanique, on utilise souvent zéro sur une plan horizontal de référence.

[damastate]

Merci. Et cette constante correspond toujours à une distance située à l'infini ? Je veux dire par là est-ce qu'on peut affirmé que le potentiel doit être de 5 V à 5 m de la charge ?

[phys4]

Vous pouvez mettre un point à la valeur que vous voulez. Ensuite tous les autres sont déterminés.

[arrial]

Comme je disais, c'est la convention "énergie de liaison".
Si tu veux avoir la variation d'énergie entre la particule libre et la particule liée, tu es obligé.

Maintenant à échelle humaine, seules les variations sont significatives.
Dans l'écriture Ep = m.g.h, on prend une origine arbitraire au sol (h = 0) ce qui est évidemment arbitraire, le sol n'étant pas à la même altitude partout (h est alors l'altitude au sol local).
De même en électricité, on considère souvent le potentiel zéro à la masse, qui est le plus souvent reliée à la terre.

Il faut simplement savoir de quoi on traite.

@+