Potentiële zwaartekrachtenergie (PE) is de energie die in een object is opgeslagen vanwege zijn positie in een zwaartekrachtveld. Het hangt af van de massa van het object (m), de versnelling als gevolg van de zwaartekracht (g) en de verticale hoogte of elevatie (h) waarop het object zich bevindt. De formule voor potentiële zwaartekrachtenergie is PE =mgh.

Als een kar een heuvel oprolt, neemt de hoogte (h) boven een referentieniveau toe. Deze toename in hoogte betekent dat de kar potentiële zwaartekrachtenergie krijgt. Wanneer de kar de top van de heuvel bereikt, heeft hij zijn maximale hoogte bereikt, en daarom is zijn potentiële zwaartekrachtenergie het hoogst.

Op dit punt is de kinetische energie van de kar, de bewegingsenergie, het laagst. Dit komt omdat de kar langzamer is gaan rijden terwijl hij de heuvel beklom, waardoor een deel van zijn aanvankelijke kinetische energie werd omgezet in potentiële zwaartekrachtenergie.

Zodra de kar de heuvel af begint te rollen, neemt de potentiële zwaartekrachtenergie af naarmate de hoogte afneemt, terwijl de kinetische energie toeneemt. Deze omzetting van potentiële zwaartekrachtenergie in kinetische energie zorgt ervoor dat de kar versnelt.

Daarom bezit de kar op de top van de eerste heuvel de hoogste potentiële zwaartekrachtenergie voordat hij aan de afdaling van de heuvel begint.