Гравитационная потенциальная энергия — это энергия, которой обладает объект благодаря своему положению в гравитационном поле. Поднимите книгу на полку, и она приобретет потенциальную энергию. Чем выше она находится, тем больше у нее энергии. Уроните ее, и энергия преобразуется в кинетическую. Книга будет падать все быстрее и быстрее, пока не ударится об пол.

Формула: масса, умноженная на ускорение свободного падения, умноженное на высоту. Удвойте высоту, и энергия удвоится. Удвойте массу, и энергия удвоится. Точка отсчета произвольна. Высоту можно измерить от пола, от уровня моря или от центра Земли. Важно только изменение высоты. Разница в энергии между двумя положениями имеет значение.

Примеры гравитационной потенциальной энергии

• Книга на полке.
• Вода за плотиной.
• Американские горки на вершине холма.
• Спутник на орбите.
• Человек наверху лестницы.

Гравитационная потенциальная энергия — это запасённая энергия. Она ждёт своего высвобождения. Гидроэлектростанция удерживает воду на большой высоте. Вода течёт вниз через турбины, преобразуя потенциальную энергию в электрическую. Американские горки используют тот же принцип. Цепной подъёмник поднимает вагонетки на вершину первого холма. Гравитация делает всё остальное. Энергия не создаётся, а преобразуется. Полная энергия в замкнутой системе сохраняется. Потенциальная энергия превращается в кинетическую энергию, которая затем превращается в тепло и звук. Математика проста. Последствия огромны. Каждый падающий объект, каждая текущая река, каждый вращающийся вокруг Луны спутник — это урок гравитационной потенциальной энергии.