Potencijalna energija je energija koja je pohranjena u objektu. Pod pravim uvjetima, ova energija se može osloboditi kao kinetička energija, odnosno energija kretanja. Mnoge različite vrste objekata imaju energiju pohranjenu kao potencijalnu energiju, uključujući gorivo, hranu i izvore. Potencijalna energija objekta može se izračunati pomoću formule za potencijalnu energiju.
Postoje različite vrste potencijalne energije na temelju načina na koji se energija pohranjuje. Hrana i gorivo sadrže kemijsku potencijalnu energiju, dok rastegnute elastične trake imaju elastičnu potencijalnu energiju. Formula za potencijalnu energiju koja se koristi ovisi o vrsti energije koja se pohranjuje. U ovom članku, formula o kojoj se raspravlja je za gravitacijsku potencijalnu energiju. Gravitacijska potencijalna energija je potencijalna energija objekta zbog visine objekta iznad neke referentne točke, što je obično Zemljina površina.
Za izračunavanje potencijalne energije objekta, formula za potencijalnu energiju (PE) je PE = mgh, gdje m predstavlja masu objekta u kilogramima (kg), g je jakost gravitacijskog polja, a h visina objekta u metrima (m). Rijetko je objekt podignut dovoljno visoko da promijeni gravitacijsko polje, pa se 9.8 m/s2 (metara u sekundi na kvadrat) gotovo uvijek koristi u formuli za potencijalnu energiju. U nekim slučajevima, GPE se koristi umjesto PE kako bi se pokazalo da se izračunava gravitacijska potencijalna energija.
Na primjer, uteg od 25 kg podignut je 5 m iznad tla. U usporedbi s onim kada je počivao na tlu, promjena potencijalne energije može se izračunati zamjenom brojeva u jednadžbu kao takvu: PE = mgh = 25 x 9.8 x 5 = 1225 džula (J). Jouli su jedinice koje se koriste za mjerenje energije i nazvane su po znanstveniku po imenu James Joule. Sredinom 1800-ih Joule je izveo veliki broj eksperimenata kako bi dokazao da su toplina i energija zapravo ista stvar.
Iz prethodnog primjera utvrđeno je da uteg ima 1225 J pohranjene energije, odnosno potencijalne energije. To znači da bi se, kada bi se težina oslobodila, ova pohranjena energija pretvorila u kinetičku energiju kada bi padala prema tlu. Energija se čuva — niti se stvara niti gubi. Kao rezultat toga, neposredno prije nego što je uteg udario u tlo, njegova kinetička energija bila bi ista kao i potencijalna energija, odnosno 1225 J.