Energija fizikoje yra sistemos sugebėjimas dirbti. Darbas yra jėga, kurią sistema sukuria kitai sistemai per atstumą. Todėl energija yra lygi sistemos gebėjimui traukti ar stumti prieš kitas jėgas. Mechaninė energija yra visos sistemos energijos suma. Mechaninę energiją galima suskaidyti į dvi energijos formas: kinetinę energiją ir potencialią energiją.
Kinetinė energija
Kai objektas juda, rodomos energijos tipas yra kinetinė energija. Kai kurios iš daugelio kinetinės energijos formų apima sukimąsi (energija, sukama aplink ašį), vibracinė (energija iš vibracijos) ir transliacinė (energija iš judėjimo iš vienos vietos į kitas). Lygtis, kurią reikia išspręsti objekto kinetinės energijos kiekiui tam tikru laiku: KE = (1/2) * m * v ^ 2, kur m = objekto masė ir v = objekto greitis.
Potencinė energija
Kur kinetinė energija yra judėjimo energija, potenciali energija yra energija, sukaupta objekte, atsižvelgiant į jo padėtį. Šioje formoje energija nedirba, tačiau ją galima paversti kitomis energijos formomis. Mechaninės energijos atveju, kai objektas įjungiamas, potenciali energija virsta kinetine energija. Dvi potencialios energijos formos yra gravitacinė ir elastinė potenciali energija. Gravitacinė potencialo energija yra objekto energija, priklausanti nuo jo aukščio virš žemės. Elastinė potenciali energija yra energija, sukaupta objekte, kuris yra ištemptas arba suspaustas, pavyzdžiui, spyruoklė.
Energijos taupymo įstatymas
Energijos išsaugojimo dėsnis yra pagrindinis fizikos dėsnis ir teigia, kad sistemoje, izoliuotoje nuo jos aplinkos, visa sistemos energija yra išsaugoma. Tai reiškia, kad nors kinetinės energijos ir potencialios energijos kiekis gali keistis nuo akimirkos Šiuo metu bendras energijos kiekis, objekto mechaninė energija, niekada nesikeičia tol, kol jis lieka izoliuotas. Potenciali objekto energija apibrėžiama lygtimi: PE = mgh, kur m = objekto masė, g = gravitacinis pagreitis ir h = objekto aukštis virš žemės.
Bendras mechaninės energijos kiekis
Mechaninė sistemos energija yra kinetinės ir potencialios energijos suma sistemoje: mechaninė energija = potenciali energija + kinetinė energija. Šios lygties rezultatas vadinamas bendra mechanine energija. Mechaninė energija matuojama vienetais, vadinamais džauliais. Objektai, turintys mechaninę energiją, yra arba judantys, arba turi sukauptą energiją darbui atlikti. Nors izoliuota sistema išsaugojo savo mechaninę energiją, tai paprastai neįvyksta tikruoju žodžiu, nes tam tikra potenciali energija virsta kitomis energijos formomis, tokiomis kaip šiluma, dėl oro pasipriešinimo ir trintis. Ši energija tampa „prarasta“ sistemai.