¿Qué es la energía potencial gravitacional?

Un tipo de energía almacenada.
Cuanto más alto es un objeto, mayor es su energía potencial gravitacional. Cuanto mayor es la distancia a la que cae algo, mayor es la cantidad de GPE que pierde el objeto a medida que cae. Como la mayor parte de este GPE se transforma en energía cinética, cuanto más alto comienza el objeto, más rápido caerá cuando toque el suelo.
Entonces, un cambio en la energía potencial gravitacional depende de la altura a la que se mueve un objeto.
Levantar una manzana 1 metro es más fácil que levantar un manzano a la misma altura. Esto se debe a que un árbol tiene más masa, por lo que debe recibir más energía potencial gravitacional para alcanzar la misma altura

Entonces, un cambio en la energía potencial gravitacional también depende de la masa del objeto que cambia de altura

La energía es la capacidad de hacer trabajo. La energía potencial es la energía que posee la virtud de la forma o posición de un cuerpo. Por ejemplo, un arco estirado, una banda de goma estirada, etc. Un arco estirado tiene la energía para disparar una flecha. Esta energía potencial se convierte en la energía cinética de la flecha. Del mismo modo, un objeto elevado a una altura tiene el potencial de hacer trabajo. Por ejemplo, se permite que un martillo elevado caiga sobre una mesa de vidrio, luego el vidrio se rompe. La energía potencial que posee el objeto debido a la gravedad de la Tierra es la responsable de este resultado. Entonces, esta energía debido a la gravedad de la Tierra se llama energía potencial gravitacional.

Ahora veamos su expresión matemática:

Trabajo = Fuerza * Desplazamiento
Ahora, Fuerza = masa * aceleración
= mg
g es la aceleración debida a la gravedad cuyo valor aproximado es 9.8 cerca de la superficie de la Tierra.
Ahora desplazamiento = altura = h

Por lo tanto trabajo realizado = mgh
Trabajo realizado = Energía ganada
Energía potencial gravitacional = mgh

Por lo tanto, a mayor altura, mayor es la energía que posee. Una piedra que cae desde 10 m tiene más energía potencial que una piedra que cae desde 1 m de altura si la masa de las piedras es la misma. Además, la piedra con mayor masa tiene más energía potencial si se dejan caer desde la misma altura.

Esta energía potencial gravitacional se convierte en energía cinética cuando se deja caer. Cuando la piedra toca el suelo en su movimiento, su energía potencial gravitacional se convertirá totalmente en energía cinética. En todo el viaje, la suma de la energía potencial gravitacional y la energía cinética es constante (sin considerar la energía perdida por la resistencia del aire).

La energía potencial gravitacional es la integral definida con respecto a la distancia de la fuerza de gravedad entre dos puntos de distancia. Eso sería GMm / r. Observe que ma = m * GM / r² = mg donde g es una aceleración constante. Entonces la pregunta es: si g es constante, ¿cómo puede la h en energía potencial, mgh, variar lo suficiente como para marcar la diferencia? ¿No es h el valor de r? ¿Y no varía como r en el denominador de g = GM / r², que se supone que es constante? La respuesta es que cerca de la Tierra la aceleración es relativamente constante, porque varía como el recíproco de r², mientras que la distancia h varía como el recíproco de r, que es un número mayor.