21.5.4 Arbeid door de zwaartekracht

Als een voorwerp naar beneden gaat, verricht de zwaartekracht positieve arbeid. Als een voorwerp naar boven gaat, verricht de zwaartekracht negatieve arbeid. Omdat de zwaartekracht op een voorwerp constant is (gelijk aan m g), is het vrij gemakkelijk deze hoeveelheid arbeid te bepalen:

$$W_\text{zwaartekracht} = -m \cdot g \cdot \Delta h.$$

waarbij ∆h de toename in hoogte is.

Als men een kracht gebruikt om een voorwerp op te tillen, dan moet men positieve arbeid verrichten tegen de zwaartekracht in. De tillende kracht moet in principe precies sterk genoeg zijn om de zwaartekracht tegen te gaan, ofwel Ftillen = m g. Hieruit volgt

$$W_\text{tillen} = m \cdot g \cdot \Delta h.$$

Bij het optillen van een voorwerp moet men dus arbeid verrichten tegen de zwaartekracht in. Valt daarna het voorwerp echter weer naar beneden, dan verricht de zwaartekracht arbeid. Men zou dus kunnen zeggen dat er “arbeid is opgeslagen” in het voorwerp wanneer het zich op een grotere hoogte bevindt. In de volgende paragraaf zullen wij dit potentiële energie noemen.