Una piedra que se encuentra a una determinada altura tiene energía. De hecho, si la dejas caer chocará contra el suelo y puede producir una deformación si se encuentra con otro objeto, o con el suelo, si éste es demasiado blando. Esta energía debido a la posición que ocupa, a su altura, recibe el nombre de energía potencial gravitatoria.

¿Qué ocurrirá si elevas aún más la piedra y la dejas caer? Pues que has incrementado su energía potencial, y eso lo sabes porque el efecto producido es mayor cuanto mayor es la altura desde la que dejas caer la piedra.

Además, también sabes que el efecto producido por la piedra al caer es mayor al aumentar su masa.

En conjunto, la energía potencial gravitatoria es proporcional a la altura a la que se encuentra el objeto y a su masa, de acuerdo con la expresión E_p=mgh, siendo g la aceleración de la gravedad (y la intensidad del campo gravitatorio, 9,8 N/kg).

Fíjate en la imagen. Si el trapecio está a gran altura, conviene poner una red, porque si las trapecistas caen pueden sufrir lesiones muy importantes.

Cambiando la energía potencial gravitatoria

Para que un cuerpo adquiera energía potencial, tienes que aportarle energía para llevarlo desde una posición inicial, el suelo por ejemplo, a una posición final a una altura determinada.

Al elevar la piedra estás transfiriéndole tu energía, convirtiéndola en energía potencial que queda "almacenada" en la piedra. ¿Qué pasará si la sueltas? Que la piedra vuelve a su posición inicial, cayendo al suelo. Esto sucede porque los cuerpos tienden a ocupar la posición de menor energía potencial posible.

No se suele hablar del valor absoluto de una energía potencial a una determinada altura, sino de diferencias de energía potencial.

Por tanto, el incremento de energía de un cuerpo cuando pasa de una altura inicial h_o a una altura final h será:

Por convenio se suele tomar el suelo como nivel cero de energía potencial, es decir, h_o=0, y así queda la expresión todavía más sencilla:

ΔE_p = mgh

Fíjate en que si el objeto sube, la variación de energía potencial es positiva, aumentando la cantidad de E_p que tiene el objeto, mientras que si baja su E_p disminuye.