Fysiikassa energia on järjestelmän kyky tehdä työtä. Työ on voima, jonka järjestelmä tuottaa toiselle järjestelmälle etäisyydellä. Siksi energia on yhtä suuri kuin järjestelmän kyky vetää tai työntää muita voimia vastaan. Mekaaninen energia on koko järjestelmän sisällä olevan energian summa. Mekaaninen energia voidaan jakaa kahteen energiamuotoon: liike-energiaan ja potentiaaliseen energiaan.
Kineettinen energia
Kun esine on liikkeessä, esillä olevan energian tyyppi on kineettistä energiaa. Jotkut monista kineettisen energian muodoista sisältävät pyörimisen (akselin ympäri pyörien energia), värähtely (energia tärinästä) ja translaatio (energia liikkumisesta paikasta toiseen toinen). Yhtälö, joka ratkaistaan kohteen kineettisen energian määrälle tiettynä ajankohtana, on: KE = (1/2) * m * v ^ 2, missä m = kohteen massa ja v = esineen nopeus.
Mahdollinen energia
Jos kineettinen energia on liikkeen energia, potentiaalinen energia on esineeseen varastoitu energia sen sijainnista riippuen. Tässä muodossa energia ei tee työtä, mutta sillä on mahdollisuus muuntaa muiksi energiamuodoiksi. Mekaanisen energian tapauksessa potentiaalienergia muuttuu kineettiseksi energiaksi, kun esine pannaan liikkeelle. Kaksi potentiaalienergian muotoa ovat gravitaatio- ja elastinen potentiaalienergia. Gravitaatiopotentiaalienergia on kohteen energia riippuen sen korkeudesta maanpinnan yläpuolella. Elastinen potentiaalienergia on esineeseen varastoitunut energia, joka on venytetty tai puristettu, kuten jousi.
Laki energian säästämisestä
Energiansäästölaki on fysiikan peruslaki, ja siinä todetaan, että ympäristöstä eristetyssä järjestelmässä järjestelmän kokonaisenergia säilyy. Toisin sanoen, vaikka kineettisen energian ja potentiaalienergian määrä voi muuttua hetkestä toiseen Tällä hetkellä kohteen energiamäärä, kohteen mekaaninen energia, ei koskaan muutu niin kauan kuin se pysyy eristetty. Kohteen potentiaalienergia määritetään yhtälöllä: PE = mgh, missä m = kohteen massa, g = painovoiman kiihtyvyys ja h = kohteen korkeus maanpinnan yläpuolella.
Mekaanisen energian kokonaismäärä
Järjestelmän mekaaninen energia on kineettisen ja potentiaalisen energian summa järjestelmässä: mekaaninen energia = potentiaalienergia + kineettinen energia. Tämän yhtälön tulosta kutsutaan mekaaniseksi kokonaisenergiaksi. Mekaaninen energia mitataan yksiköinä, joita kutsutaan jouleiksi. Objektit, joilla on mekaanista energiaa, ovat joko liikkeessä tai niillä on varastoitua energiaa työn tekemiseen. Vaikka eristetty järjestelmä säilytti mekaanisen energiansa, tämä ei yleensä tapahdu todellisessa sanassa, koska osa potentiaalisesta energiasta muuttuu muuksi energiamuodoksi, kuten lämmöksi, ilmavastuksen ja kitka. Tämä energia "menetetään" järjestelmälle.
