Potenciálna energia
Okrem kinetickej energie sa stretávame so skalárnou fyzikálnou veličinou potenciálna energia. Tento pojem možno objasniť nasledovným experimentom znázornenom na obrázku:
Na lane, prevesenom cez pevnú kladku, máme zavesené dve rovnaké kocky o hmotnosti m, pričom kocku (1) držíme položenú na zemi. Ak kocku (1) pustíme a udelíme jej smerom nahor určitú počiatočnú rýchlosť, pri pohybe kladky bez trenia sa kocka posunie do výšky h2 , v okamihu, keď kocka (2) dopadne na zem.
Sila F, ktorou prostredníctvom lana pôsobí druhá kocka na prvú je vlastne tiaž G druhej kocky prenesená lanom na prvú kocku. Takže pre veľkosti síl platí
F = G = mg
Pri posune prvej kocky sila F vykoná prácu
W = F h = Gh2 = mgh2
ktorá je však rovnaká ako práca tiažovej sily G pri pohybe druhej kocky smerom nadol. Prvá kocka konala prácu, pretože druhá kocka padala nadol z určitej výšky nad zemou. Schopnosť konať prácu úzko súvisí s polohou kocky (resp. ľubovoľného telesa. ) Hovoríme , že kocka má potenciálnu energiu Ep. Potenciálna energia je skalárna veličina, ktorej veľkosť sa rovná práci, ktorú tiaž kocky (resp. telesa) vykoná pri páde z danej polohy h2 do určitej polohy h1, vzhľadom na ktorú potenciálnu energiu vzťahujeme. V našom prípade h1 sme zvolili za referenčnú polohu, t.j. h1 = 0 . Pri malých výškach nad zemou pre potenciálnu energiu platí vzťah
Ep = mgh2
Treba si uvedomiť, že fyzikálny zmysel má iba rozdiel potenciálnej energie medzi dvomi polohami skúmaného hmotného bodu (telesa). V nami zvolenom prípade platí pre prácu, ktorú koná pôsobisko tiaže rovnica
W = Ep2 - Ep1 = mg( h2 - h1)