Gravitationsenergi er den potentielle energi, som et objekt har på grund af sin høje position sammenlignet med en lavere position. Med andre ord er det energi, der er forbundet med tyngdekraften eller gravitationskraften. F.eks. har en kuglepen, der holdes over et bord, et højere gravitationspotentiale end en kuglepen, der sidder på bordet. Gravitationspotentiel energi er mekanisk energi minus kinetisk energi. Den har en skalarisk størrelse målt i joule (J).

En genstand får gravitationel potentiel energi, når den bevæger sig opad. Den energi, der bruges, når man bevæger sig op ad bakken, ændres til gravitationspotentiel energi. Når genstanden kommer ned igen, omdannes den gravitationelle potentielle energi igen til kinetisk energi (bevægelse). Det er derfor, at det er meget hårdt at cykle op ad en stejl bakke, men når du kommer ned igen, behøver du slet ikke at træde i pedalerne – du bliver drevet af den potentielle tyngdeenergi, som du lagrede, da du kørte op ad bakken. En anden måde, hvorpå den potentielle tyngdeenergi hjælper os, er ved at holde Jorden og de andre planeter i kredsløb i vores solsystem omkring Solen.

Formel og eksempel

Den matematiske formel for den gravitationelle potentielle energi:

Gravitationel potentiel energi =

Hvor:

• m er genstandens masse,
• g er genstandens gravitationsacceleration , og
• h er højden over et valgt punkt.

De fleste forskere og studerende bruger disse måleenheder:

• Værdien m er i kilogram.
• Værdien h er i meter.
• Værdien g er en fysisk konstant med værdien 9,81 meter pr. sekund i kvadrat. Dette er kendt som gravitationskonstanten.
• Værdien af den gravitationspotentielle energi, der beregnes ved hjælp af værdier i ovenstående enheder, kaldes Joule (J).

For eksempel vil en genstand med en masse på 1,5 kilogram, der befinder sig 2,5 meter over jorden, have en værdi af den gravitationspotentielle energi på:

Joule.