А с чего вы взяли, что потенциальная энергия "работает" только для системы из двух тел? Она совершенно никуда не пропадает при добавлении в нашу вселенную третьего и всех последующих атомов. Считать ее сложнее, ну так и что с того.

И да, центробежная сила (которая мнимая, но это в нашем случае неважно) для Луны меньше, чем для Земли. Так Луна и полегче будет. По странному стечению обстоятельств, ровно во сколько раз сила меньше, во столько раз и Луна легче.