Gravitační energie je potenciální energie, kterou má objekt v důsledku své vysoké polohy ve srovnání s polohou nižší. Jinými slovy je to energie spojená s gravitací nebo gravitační silou. Například pero držené nad stolem má vyšší gravitační potenciál než pero ležící na stole. Gravitační potenciální energie je mechanická energie minus kinetická energie. Má skalární veličinu měřenou v joulech (J).

Objekt získává gravitační potenciální energii, když se pohybuje do kopce. Energie spotřebovaná při pohybu do kopce se mění na gravitační potenciální energii. Když se objekt vrací zpět dolů, gravitační potenciální energie se mění zpět na kinetickou energii (pohyb). Proto je jízda na kole do prudkého kopce velmi náročná, ale když se vracíte dolů, nemusíte vůbec šlapat do pedálů – pohání vás gravitační potenciální energie, kterou jste si uložili při jízdě do kopce. Dalším způsobem, jak nám gravitační potenciální energie pomáhá, je udržování Země a ostatních planet na oběžné dráze v naší sluneční soustavě kolem Slunce.

Vzorec a příklad

Matematický vzorec pro gravitační potenciální energii:

Gravitační potenciální energie =

Kde:

• m je hmotnost objektu ,
• g je gravitační zrychlení objektu a
• h je výška nad zvoleným bodem.

Většina vědců a studentů používá tyto měrné jednotky:

• Hodnota m je v kilogramech.
• Hodnota h je v metrech.
• Hodnota g je fyzikální konstanta s hodnotou 9,81 metru za sekundu na druhou. Tato hodnota se nazývá gravitační konstanta.
• Hodnota gravitační potenciální energie, která se vypočítá pomocí hodnot ve výše uvedených jednotkách, se nazývá joule (J).

Například předmět o hmotnosti 1,5 kilogramu, který se nachází ve výšce 2,5 metru nad zemí, by měl hodnotu gravitační potenciální energie:

joule.