Energia grawitacyjna jest energią potencjalną posiadaną przez obiekt z powodu jego wysokiego położenia w porównaniu do niższego położenia. Innymi słowy, jest to energia związana z grawitacją lub siłą grawitacyjną. Na przykład, długopis trzymany nad stołem ma wyższy potencjał grawitacyjny niż długopis siedzący na stole. Grawitacyjna energia potencjalna to energia mechaniczna minus energia kinetyczna. Ma ona wielkość skalarną mierzoną w dżulach (J).

Obiekt otrzymuje grawitacyjną energię potencjalną, gdy porusza się pod górę. Energia zużyta podczas poruszania się w górę wzgórza jest zamieniana na grawitacyjną energię potencjalną. Kiedy obiekt wraca z powrotem w dół, grawitacyjna energia potencjalna jest zamieniana z powrotem w energię kinetyczną (ruch). To dlatego jazda na rowerze pod strome wzgórze jest bardzo trudna, ale kiedy wracasz w dół, nie musisz w ogóle pedałować – napędza Cię grawitacyjna energia potencjalna, którą zgromadziłeś podczas wjazdu na wzgórze. Innym sposobem, w jaki grawitacyjna energia potencjalna nam pomaga, jest utrzymywanie Ziemi i innych planet na orbicie w naszym układzie słonecznym wokół Słońca.

Formuła i przykład

Wzór matematyczny na grawitacyjną energię potencjalną:

Grawitacyjna energia potencjalna =

Gdzie:

• m jest masą obiektu ,
• g jest przyspieszeniem grawitacyjnym obiektu , a
• h jest wysokością nad wybranym punktem.

Większość naukowców i studentów używa tych jednostek miary:

• Wartość m jest w kilogramach.
• Wartość h jest w metrach.
• Wartość g jest stałą fizyczną o wartości 9,81 metra na sekundę podniesioną do kwadratu. Jest ona nazywana stałą grawitacyjną.
• Wartość grawitacyjnej energii potencjalnej, która jest obliczana przy użyciu wartości w powyższych jednostkach, jest nazywana dżulem (J).

Na przykład, obiekt o masie 1,5 kilograma, który znajduje się 2,5 metra nad ziemią, miałby wartość grawitacyjnej energii potencjalnej równą:

dżuli.

.