Potentiell energi är den energi som lagras i ett föremål. Under rätt förhållanden kan denna energi frigöras som kinetisk energi, eller rörelseenergin. Många olika typer av föremål har energi lagrad som potentiell energi, inklusive bränsle, mat och källor. Den potentiella energin för ett objekt kan beräknas med hjälp av formeln för potentiell energi.
Det finns olika typer av potentiell energi baserat på hur energin lagras. Mat och bränsle innehåller kemisk potentiell energi, medan sträckta elastiska band har elastisk potentiell energi. Formeln för potentiell energi som används beror på vilken typ av energi som lagras. I den här artikeln är formeln som diskuteras för gravitationell potentiell energi. Gravitationspotentialenergi är den potentiella energin hos ett objekt på grund av objektets höjd över någon referenspunkt, som vanligtvis är jordens yta.
För att beräkna den potentiella energin för ett objekt är formeln för potentiell energi (PE) PE = mgh, där m står för objektets massa i kilogram (kg), g är gravitationsfältets styrka och h är objektets höjd i meter (m). Sällan höjs ett föremål tillräckligt högt för att ändra gravitationsfältet, så 9.8 m/s2 (meter per sekund i kvadrat) används nästan alltid i formeln för potentiell energi. I vissa fall används GPE istället för PE för att visa att gravitationspotentialenergin beräknas.
Till exempel höjs en vikt på 25 kg 5 m över marken. Jämfört med när den vilade på marken kan förändringen i potentiell energi beräknas genom att ersätta talen i ekvationen som sådan: PE = mgh = 25 x 9.8 x 5 = 1225 joule (J). Joule är de enheter som används för att mäta energi och är uppkallade efter en vetenskapsman som heter James Joule. I mitten av 1800-talet utförde Joule ett stort antal experiment för att bevisa att värme och energi verkligen var samma sak.
Från föregående exempel bestämdes det att vikten har 1225 J lagrad energi, eller potentiell energi. Vad detta betyder är att om vikten släpptes, skulle denna lagrade energi omvandlas till kinetisk energi när den föll mot marken. Energi bevaras – den skapas varken eller går förlorad. Som ett resultat, precis innan vikten träffade marken, skulle dess kinetiska energi vara densamma som dess potentiella energi, eller 1225 J.