Gravitationele potentiële energie is de energie die een object bezit vanwege zijn positie in een zwaartekrachtveld. Til een boek op een plank en het wint potentiële energie. Hoe hoger het is, hoe meer energie het heeft. Laat het vallen en de energie wordt omgezet in kinetische energie. Het boek valt steeds sneller totdat het de grond raakt.

De formule is massa maal zwaartekrachtversnelling maal hoogte. Verdubbel de hoogte en de energie verdubbelt. Verdubbel de massa en de energie verdubbelt. Het referentiepunt is willekeurig. Je kunt de hoogte meten vanaf de vloer, vanaf zeeniveau of vanaf het middelpunt van de aarde. Alleen de verandering in hoogte is van belang. Het energieverschil tussen twee posities is wat telt.

Voorbeelden van gravitationele potentiële energie

• Een boek in een boekenkast.
• Water achter een dam.
• Een achtbaan bovenop een heuvel.
• Een satelliet in een baan om de aarde.
• Een persoon bovenaan een trap.

Gravitationele potentiële energie is opgeslagen energie. Ze wacht erop om vrij te komen. Een waterkrachtcentrale houdt water vast op een grote hoogte. Het water stroomt naar beneden door turbines, waardoor potentiële energie wordt omgezet in elektrische energie. Een achtbaan werkt volgens hetzelfde principe. De kettinglift brengt de karretjes naar de top van de eerste heuvel. De zwaartekracht doet de rest. De energie wordt niet gecreëerd, maar omgezet. De totale energie in een gesloten systeem blijft behouden. Potentiële energie wordt kinetische energie, die vervolgens warmte en geluid wordt. De wiskunde is eenvoudig, maar de gevolgen zijn enorm. Elk vallend object, elke stromende rivier, elke maan die ronddraait, is een les in gravitationele potentiële energie.