重力位能（Gravitational Potential Energy）

重力位能（Gravitational Potential Energy）
高雄市立高雄高級中學物理科盧政良老師/國立彰化師範大學物理學系吳仲卿教授責任編輯

重力位能是與對應於重力的位能。若一物體在重力場內由A點落至B點，則重力會對物體做正功而重力位能會減少相同的能量。舉例來說，我們觀察桌上的一本書，當它由地面被拿到桌上，重力位能作負功。而當它由桌面被放回地上時，重力會作完全等量的正功。因此，若這本書掉到地上，這個功(位能)會對書產生加速而轉成動能。當它落至地面時的撞擊，動能又被轉換為熱能與聲能。

影響一個物體重力位能的因素是它相對於某個參考點的高度、它的質量以及所在位置的重力場強度。因此，一本書置於桌面所具有的重力位能要小於同一本書放在高櫃頂，也會小於較重的一本書放在同一桌上。一物體在月亮表面的某一高處會比在地球上的同一高度具有較低的重力位能，這是由於月亮上的重力場較弱。(這裡遵循牛頓的萬有引力定律，因為月球的質量遠小於地球)。這裡有相當重要的一點是：一般直覺的「高度」這項因素在重力並非定值的時候，不能夠直接用來計算重力位能。

重力場強度是會隨著位置而改變的。然而，重力場源在一段小範圍區域內，重力場強度是可忽略的，而我們可視為此物體所受的重力為定值。例如，地球表面附近，我們採計重力加速度為定值g=9.8m/s2。若我們把重力當作是定值時，重力位能可由做功W=F．d這個式子推出一個簡單的形式：
WF= -ΔUF
這個方程式只與質量、重力場與高度有關：
U=mgh
其中：
m:物體質量，單位是公斤(Kg)
g:標準重力場，單位是m/s2
h:物體的高度，單位是公尺
因此，位能差為：
ΔU=mg．Δh
然而，如果「高度」這項因素在重力場強度並非定值的時候，我們就必須使用重力位能的一般式，以積分方式計算所作的功。U=0的參考點就視狀況而定。

參考資料：
http://en.wikipedia.org/wiki/Potential_energy