重力による位置エネルギーとは？
重力による位置エネルギー（位置エネルギー、PE）とは、物体が重力場の中でどの位置にあるかによって持つエネルギーのことです。物体を高く持ち上げるほど位置エネルギーは大きくなり、その物体が落下すれば運動エネルギーとして放出されます。この計算機では、質量・重力加速度・高さという3つの値を入力するだけで、蓄えられたエネルギーを求められます。
この計算機の使い方
物体の質量をキログラム（kg）で、重力加速度を入力します（地表では 9.81 m/s²、月では 1.62、火星では 3.71 を使用）。さらに、基準とする位置からの高さをメートル（m）で入力してください。計算機はこの3つの値を掛け合わせ、位置エネルギーをジュール（J）で表示します。
計算式の解説
式は $$PE = m \times g \times h$$ で、各記号は次のとおりです。
\(m\) ＝ 物体の質量（kg）
\(g\) ＝ 重力加速度（m/s²）
\(h\) ＝ 基準面からの高さ（m）
結果はジュール（J）で得られ、1 ジュール＝1 kg·m²/s² です。位置エネルギーは必ず基準となる高さを基準に測るため、「\(h\)」はゼロと定めた点からの鉛直方向の距離を指します。
計算例
地球上（g = 9.81 m/s²）で、10 kg の箱を地面から 5 メートル持ち上げたとします。このとき $$PE = 10 \times 9.81 \times 5 = 490.5 \text{ J}$$ となります。この箱を落とせば、地面に着く直前にこの 490.5 J がすべて運動エネルギーに変換されます。
よくある質問
たどった経路によって位置エネルギーは変わりますか？ いいえ。位置エネルギーは鉛直方向の高さの変化だけで決まり、そこに至るまでの経路には影響されません。
重力加速度はどの値を使えばよいですか？ 地球上の日常的な計算では 9.81 m/s² を使います。地球以外の状況では、その天体の重力加速度を使ってください。
位置エネルギーがマイナスになることはありますか？ はい。基準点よりも低い位置で高さを測った場合はマイナスになります。これは単に基準（ゼロ）に対する位置を示しているだけです。
