定義和計(jì)算
重力勢(shì)能(通常表示為 U 或 PE，其中 PE 代表位能，即 potential energy)可以通過(guò)以下公式計(jì)算:
U=mgh
基中:
·U 是重力勢(shì)能;
·m 是物體的質(zhì)量(單位:千克，kg);
9 是重力加速度(地球表面的平均重力加速度大約是 9.81m/s);·h是物體相對(duì)于參考點(diǎn)的高度(單位:米，m)。
需要注意的是，高度 ん 是相對(duì)于我們選擇的參考點(diǎn)(通常是地面或者其他基個(gè)零勢(shì)能面)來(lái)測(cè)量的。重力勢(shì)能的單位是焦耳(Joule，J)，這是能量的標(biāo)準(zhǔn)單位。
勢(shì)能的保守性質(zhì)
重力勢(shì)能是一個(gè)保守量，這意味著在一個(gè)封閉的系統(tǒng)內(nèi)，如果沒(méi)有能量損失給外界(例如摩擦力或空氣阻力)，系統(tǒng)內(nèi)的總機(jī)械能(包括動(dòng)能和勢(shì)能)將保持恒定。這是能量守恒定律的一個(gè)特例。當(dāng)物體在重力場(chǎng)中上升或下降時(shí)，它的重力勢(shì)能會(huì)發(fā)生變化，但是這些變化將與物體的動(dòng)能變化相對(duì)應(yīng)。例如，當(dāng)物體上升到一定高度時(shí)，它的動(dòng)能會(huì)減少，轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能;反之，當(dāng)物體下降時(shí)，重力勢(shì)能會(huì)轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。
應(yīng)用
重力勢(shì)能在許多領(lǐng)域都有應(yīng)用，例如:
建筑工程:在建筑工程中，工程師需要計(jì)算建筑物的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，重力勢(shì)能的概念有助于他們?cè)u(píng)估由于高度變化而產(chǎn)生的額外負(fù)載。
物理學(xué)和天文學(xué):在研究行星運(yùn)動(dòng)、恒星結(jié)構(gòu)以及其他天體的相互作用時(shí)，重力勢(shì)能是一個(gè)關(guān)鍵因素。
能源轉(zhuǎn)換:例如，水力發(fā)電站利用水的重力勢(shì)能來(lái)發(fā)電。水庫(kù)中的水具有大量的重力勢(shì)能，當(dāng)水流下時(shí)，勢(shì)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電能。