Potansiyel enerji formülü, bir cismin yerçekimi, elastik potansiyel veya kimyasal enerji gibi potansiyel bir kuvvet tarafından tutulduğu veya sıkıştırıldığı zaman sahip olduğu enerjidir. Potansiyel enerji, kinetik enerji ile birlikte bir sistemin toplam mekanik enerjisini oluşturur.
Potansiyel enerji formülü, potansiyel enerjinin türüne bağlı olarak değişebilir. Yerçekimi potansiyel enerjisi (Ug) şu şekilde ifade edilir:
Ug = m x g x h
Burada m, cismin kütlesi, g, yerçekimi ivmesi ve h, cismin yüksekliğidir.
Elastik potansiyel enerjisi (Ue) ise, bir yay veya elastik bir maddeye uygulanan bir kuvvetin neden olduğu potansiyel enerjidir ve şu şekilde ifade edilir:
Ue = 1/2 x k x x^2
Burada k, yay sabiti ve x, yayın uzamasıdır.
Kimyasal potansiyel enerjisi ise, kimyasal bağların neden olduğu bir enerji türüdür ve daha kompleks bir formülü vardır.
Potansiyel enerjinin keşfi, mekanik enerjinin korunumu yasasına dayanır ve ilk olarak İskoç fizikçi James Prescott Joule tarafından 1843 yılında yapılmıştır. Joule, mekanik enerjinin korunumu yasasını test etmek için sıcaklık değişimlerini ölçerek mekanik enerjinin ısıya dönüşümünü gösterdi. Bu çalışma, termodinamiğin ikinci yasasının gelişmesinde önemli bir adım olmuştur. Potansiyel enerjinin türevleri ve formları, sonraki yıllarda farklı bilim insanları tarafından geliştirilmiştir.