Каким образом механическая энергия сохраняется при превращении между ее различными видами?

Механическая энергия может превращаться между ее различными видами, но в изолированной системе она сохраняется. Существует два основных вида механической энергии: кинетическая энергия и потенциальная энергия.

Кинетическая энергия (KE) связана с движением объекта и определяется его массой (m) и скоростью (v) по формуле:

KE = (1/2) * m * v^2

Потенциальная энергия (PE) связана с положением объекта в гравитационном или упругом поле и зависит от его высоты (h) или сжатия/растяжения пружины. Для гравитационной потенциальной энергии (PEg) формула выглядит так:

PEg = m * g * h

где g — ускорение свободного падения.

При превращении между кинетической и потенциальной энергией, сумма этих двух видов энергии остается постоянной, если нет внешних сил, таких как трение или сопротивление воздуха. Например, когда тело падает с высоты, его потенциальная энергия уменьшается, а кинетическая энергия увеличивается, и сумма KE + PE остается постоянной.

Это называется законом сохранения механической энергии. Он утверждает, что в отсутствие внешних сил полная механическая энергия системы остается постоянной. Этот закон является результатом применения законов сохранения энергии и работы в механике.