Hoe kan het dat gravitationele potentiële energie negatief is?

Antwoord

De potentiele energie is - zoals het woord het zegt - energie die in het systeem zit en er kan aan onttrokken worden, ze is er 'in potentie'.  Voor een aantrekkende kracht als de gravitatie is dat de energie die je genereert door naar beneden te vallen.  Hoe hoger je bent (hoe groter de afstand r dus), hoe dieper je kan vallen, en dus hoe meer energie er vrijkomt als je valt.  De potentiele energie wordt dus groter naarmate r groter is, en vermits ze met (1/r) varieert moet er wel een minteken voor de term met (1/r) staan. 

In het algemeen is de som van kinetische en potentiele energie constant, de totale energie.  Als een planeet rond de zon draait op een excentrische ellips, bewegt ze sneller als ze dichter bij de zon staat, dus dan is haar kinetische energie groter, en moet haar potentiele energie kleiner zijn.  Opnieuw dus grotere potentiele energie voor grotere afstand, en dus met een negatief teken als het volgens 1/r gaat. 

Als je absoluut iets tegen 'negatieve energie' hebt, dan staat het je vrij om een grote constante bij de potentiele energie op te tellen zodanig dat ze altijd positief blijft en energiebehoud nog steeds geldt.  Maar dat maakt het onnodig ingewikkeld.