Tijelo ima kinetičku energiju zato što se giba. Postoji još jedan oblik energije koju tijela imaju zbog toga što na njih djeluje neko drugo tijelo silom koja ovisi o položaju tijela u odnosu na tijelo koje na njega djeluje silom. Tu energiju nazivamo potencijalnom energijom. Znak za potencijalnu energiju je \(E_{p}\). Ovisno o sili koja djeluje na tijelo govorimo o gravitacijskoj potencijalnoj energiji, elastičnoj potencijalnoj energiji, električnoj potencijalnoj energiji itd.
Najpoznatiji primjer potencijalne energije je gravitacijska energija. Znak za gravitacijsku energiju je \(E_{\textrm{gp}}\) ili \(E_{\textrm{g}}\).
Gravitacijsku energiju definiramo kao rad koji je potrebno obaviti da tijelo premjestimo s površine Zemlje na neku visinu \(h\) iznad površine Zemlje
jednolikom brzinom. Taj je rad lako odrediti:
\[W=F\cdot h\]
Tijelo se giba jednoliko pa je sila koja na njega djeluje po iznosu jednaka sili teži:
\[F=F_{g}\]
Silu težu prikazujemo izrazom:
\[F_{g}=m\cdot g\]
pa je rad jednak:
\[W=m\cdot g\cdot h\]
Obavljeni rad predtvorio se u gravitacijsku energiju:
\[E_{g}=m\cdot g\cdot h\]
Pokrenite simulaciju.
Opeku podižemo rukom sa površine Zemlje na neku visnu \(h\). Rad koji smo pri tome obavili pretvorio se u gravitacijsku energiju opeke. Nultu razinu gravitacijske energije određujemo dogovorom. Najčešće se dogovorimo da je gravitacijska energija tijela na površini Zemlje jednaka nuli. Već ranije smo rekli da je rad jednak promjeni energije, u ovom slučaju gravitacijske: \[W=E_{g2}-E_{g1}\] Prema dogovoru je \(E_{g1}=0\) pa za gravitacijsku energiju dobijemo: \[E_{g}=m\cdot g \cdot h.\]
Rad kojega obavi vanjska sila \(F\) pri premještanju tijela iz jedne točke u drugu ovisi samo o razlici gravitacijskih energija u tim točkama.
Opeka podignuta na visinu \(h\) može izvršiti rad. Ako izmaknemo ruku, opeka će padati zbog djelovanja gravitacijske sile, dakle moći će izvršiti rad. U to se možemo uvjeriti ako na mjesto gdje će opeka pasti postavimo kutiju s pijeskom.
Promjenu gravitacijske ili elastične potencijalne energije možemo izračunati kao rad kojega obavi vanjska sila pri premještanju tijela jednolikom brzinom iz jednog u drugi položaj.