Gravitationsenergi är den potentiella energi som ett föremål har på grund av sin höga position jämfört med en lägre position. Med andra ord är det energi som är förknippad med gravitation eller gravitationskraft. Till exempel har en penna som hålls ovanför ett bord en högre gravitationspotential än en penna som sitter på bordet. Gravitationspotentiell energi är mekanisk energi minus kinetisk energi. Den har en skalär kvantitet som mäts i joule (J).

Ett föremål får gravitationspotentiell energi när det rör sig uppåt. Den energi som förbrukas när man rör sig uppför backen omvandlas till gravitationspotentiell energi. När föremålet kommer ner igen omvandlas den gravitationella potentiella energin tillbaka till kinetisk energi (rörelse). Det är därför det är mycket svårt att cykla uppför en brant backe, men när du kommer ner igen behöver du inte trampa alls – du drivs av den potentiella gravitationsenergi som du lagrade när du åkte uppför backen. Ett annat sätt på vilket gravitationspotentiell energi hjälper oss är genom att hålla jorden och de andra planeterna i omloppsbana i vårt solsystem runt solen.

Formel och exempel

Den matematiska formeln för gravitationspotentiell energi:

Gravitationspotentiell energi =

Varvid:

• m är föremålets massa,
• g är föremålets gravitationsacceleration och
• h är höjden över en vald punkt.

De flesta forskare och studenter använder dessa måttenheter:

• Värdet m är i kilogram.
• Värdet h är i meter.
• Värdet g är en fysikalisk konstant med värdet 9,81 meter per sekund i kvadrat. Detta är känt som gravitationskonstanten.
• Värdet på gravitationspotentiell energi som beräknas med hjälp av värden i ovanstående enheter kallas Joule (J).

Till exempel skulle ett föremål med en massa på 1,5 kilo som befinner sig 2,5 meter över marken ha ett värde på gravitationspotentiell energi på:

Joule.