Potenciali energija yra energija, kuri yra saugoma objekte. Tinkamomis sąlygomis ši energija gali būti išleista kaip kinetinė energija arba judėjimo energija. Daugelyje skirtingų tipų objektų energija saugoma kaip potenciali energija, įskaitant kurą, maistą ir šaltinius. Objekto potencialią energiją galima apskaičiuoti naudojant potencialios energijos formulę.
Priklausomai nuo to, kaip energija kaupiama, yra įvairių rūšių potencialios energijos. Maistas ir kuras turi cheminės potencialios energijos, o ištemptos elastinės juostos turi tamprią potencialią energiją. Naudojamos potencialios energijos formulė priklauso nuo sukauptos energijos rūšies. Šiame straipsnyje aptariama gravitacinės potencialios energijos formulė. Gravitacinė potencinė energija yra objekto potenciali energija, atsirandanti dėl objekto aukščio virš tam tikro atskaitos taško, kuris dažniausiai yra Žemės paviršius.
Norint apskaičiuoti objekto potencialią energiją, potencialios energijos (PE) formulė yra PE = mgh, kur m reiškia objekto masę kilogramais (kg), g yra gravitacinio lauko stiprumas, o h yra objekto aukštis. metrais (m). Retai kada objektas iškeliamas pakankamai aukštai, kad pakeistų gravitacinį lauką, todėl potencialios energijos formulėje beveik visada naudojamas 9.8 m/s2 (metrai per sekundę kvadratu). Kai kuriais atvejais vietoj PE naudojamas GPE, norint parodyti, kad skaičiuojama gravitacinė potenciali energija.
Pavyzdžiui, 25 kg svoris pakeliamas 5 m virš žemės. Palyginti su tuo, kai jis gulėjo ant žemės, potencialios energijos pokytį galima apskaičiuoti pakeičiant skaičius į lygtį: PE = mgh = 25 x 9.8 x 5 = 1225 džauliai (J). Džauliai yra energijos matavimo vienetai, pavadinti mokslininko James Joule vardu. 1800-ųjų viduryje Džaulis atliko daugybę eksperimentų, siekdamas įrodyti, kad šiluma ir energija iš tikrųjų yra tas pats dalykas.
Iš ankstesnio pavyzdžio buvo nustatyta, kad svoris turi 1225 J sukauptos energijos arba potencialios energijos. Tai reiškia, kad jei svoris būtų atleistas, ši sukaupta energija būtų paversta kinetine energija, kai ji kris į žemę. Energija išsaugoma – ji nei sukuriama, nei prarandama. Dėl to, prieš pat svoriui atsitrenkiant į žemę, jo kinetinė energija būtų tokia pati kaip potenciali energija arba 1225 J.