L’energia gravitazionale è l’energia potenziale detenuta da un oggetto a causa della sua posizione elevata rispetto ad una posizione inferiore. In altre parole, è l’energia associata alla gravità o alla forza gravitazionale. Per esempio, una penna tenuta sopra un tavolo ha un potenziale gravitazionale più alto di una penna seduta sul tavolo. L’energia potenziale gravitazionale è l’energia meccanica meno l’energia cinetica. Ha una quantità scalare misurata in Joule (J).

Un oggetto ottiene energia potenziale gravitazionale quando si muove in salita. L’energia consumata quando si muove in salita si trasforma in energia potenziale gravitazionale. Quando l’oggetto scende di nuovo, l’energia potenziale gravitazionale viene trasformata nuovamente in energia cinetica (movimento). Questo è il motivo per cui andare in bicicletta su per una collina ripida è molto difficile, ma quando si torna giù, non c’è bisogno di pedalare affatto – si è alimentati dall’energia potenziale gravitazionale che si è immagazzinata quando si è andati su per la collina. Un altro modo in cui l’energia potenziale gravitazionale ci aiuta è mantenere la terra e gli altri pianeti in orbita nel nostro sistema solare intorno al Sole.

Formula ed esempio

La formula matematica per l’energia potenziale gravitazionale:

Energia potenziale gravitazionale =

dove:

• m è la massa dell’oggetto,
• g è l’accelerazione gravitazionale dell’oggetto, e
• h è l’altezza sopra un punto scelto.

La maggior parte degli scienziati e degli studenti usano queste unità di misura:

• Il valore m è in chilogrammi.
• Il valore h è in metri.
• Il valore g è una costante fisica con il valore di 9,81 metri al secondo quadrato. Questa è conosciuta come la costante gravitazionale.
• Il valore dell’energia potenziale gravitazionale che viene calcolato utilizzando i valori nelle unità di cui sopra è chiamato Joule (J).

Per esempio, un oggetto con una massa di 1,5 chilogrammi che si trova a 2,5 metri dal suolo avrebbe un valore di energia potenziale gravitazionale di:

joule.