Die potenzielle Energie eines Objekts im Gravitationsfeld ist seine Energie. Hebt man ein Buch auf ein Regal, gewinnt es potenzielle Energie. Je höher es steht, desto mehr Energie besitzt es. Lässt man es fallen, wandelt sich diese Energie in kinetische Energie um. Das Buch fällt immer schneller, bis es auf den Boden aufschlägt.

Die Formel lautet: Masse × Erdbeschleunigung × Höhe. Verdoppelt man die Höhe, verdoppelt sich auch die Energie. Verdoppelt man die Masse, verdoppelt sich ebenfalls die Energie. Der Bezugspunkt ist beliebig. Man kann die Höhe vom Boden, vom Meeresspiegel oder vom Erdmittelpunkt aus messen. Entscheidend ist allein die Höhenänderung. Der Energieunterschied zwischen zwei Positionen ist der entscheidende Faktor.

Beispiele für Gravitationspotenzialenergie

• Ein Buch im Regal.
• Wasser hinter einem Staudamm.
• Eine Achterbahn auf einem Hügel.
• Ein Satellit in der Umlaufbahn.
• Eine Person am oberen Ende einer Treppe.

Gravitationspotenzielle Energie ist gespeicherte Energie, die darauf wartet, freigesetzt zu werden. Ein Wasserkraftwerk staut Wasser auf einem hohen Niveau. Das Wasser fließt durch Turbinen und wandelt dabei potenzielle Energie in elektrische Energie um. Eine Achterbahn nutzt dasselbe Prinzip. Der Kettenlift befördert die Wagen auf den ersten Hügel. Die Schwerkraft erledigt den Rest. Die Energie wird nicht erzeugt, sondern umgewandelt. Die Gesamtenergie in einem geschlossenen System bleibt erhalten. Potenzielle Energie wird zu kinetischer Energie, die wiederum in Wärme und Schall umgewandelt wird. Die Mathematik ist einfach. Die Auswirkungen sind enorm. Jeder fallende Gegenstand, jeder fließende Fluss, jeder Mond, der seine Bahn kreist, ist ein Beispiel für Gravitationspotenzielle Energie.