Energia vo fyzike je schopnosť systému pracovať. Práca je sila, ktorú systém produkuje na iný systém na veľkú vzdialenosť. Preto sa energia rovná schopnosti systému ťahať alebo tlačiť proti iným silám. Mechanická energia je súčet všetkej energie v systéme. Mechanická energia sa dá rozdeliť na dve formy energie: kinetická energia a potenciálna energia.
Kinetická energia
Keď je objekt v pohybe, typ zobrazenej energie je kinetická energia. Niektoré z mnohých foriem kinetickej energie zahŕňajú rotačnú (energia z rotácie okolo osi), vibračná (energia z vibrácií) a translačná (energia z pohybu z jedného miesta do ďalší). Rovnica, ktorá sa má vyriešiť pre množstvo kinetickej energie objektu v danom čase, je: KE = (1/2) * m * v ^ 2, kde m = hmotnosť objektu a v = rýchlosť objektu.
Potenciálna energia
Kde kinetická energia je energia pohybu, potenciálna energia je energia uložená v objekte v závislosti od jeho polohy. V tejto forme energia nerobí prácu, ale má potenciál na premenu na iné energetické formy. V prípade mechanickej energie sa potenciálna energia transformuje na kinetickú energiu, keď sa objekt uvedie do pohybu. Dve formy potenciálnej energie sú gravitačná a elastická potenciálna energia. Gravitačná potenciálna energia je energia objektu závislá od jeho výšky nad zemou. Elastická potenciálna energia je energia uložená v objekte, ktorý je natiahnutý alebo stlačený ako pružina.
Zákon úspory energie
Zákon zachovania energie je základným zákonom fyziky a uvádza, že v systéme izolovanom od jeho okolia sa zachováva celková energia v systéme. To znamená, že aj keď množstvo kinetickej energie a potenciálnej energie sa môže z času na čas zmeniť okamih, kedy sa celkové množstvo energie, mechanická energia objektu, nikdy nezmení, pokiaľ zostane izolovaný. Potenciálna energia objektu je definovaná rovnicou: PE = mgh, kde m = hmotnosť objektu, g = gravitačné zrýchlenie a h = výška objektu nad zemou.
Celkové množstvo mechanickej energie
Mechanická energia systému je súčet kinetickej a potenciálnej energie v systéme: mechanická energia = potenciálna energia + kinetická energia. Výsledok tejto rovnice sa nazýva celková mechanická energia. Mechanická energia sa meria v jednotkách nazývaných jouly. Predmety s mechanickou energiou sú buď v pohybe, alebo majú akumulovanú energiu na prácu. Zatiaľ čo izolovaný systém uchovával svoju mechanickú energiu, v skutočnosti sa to zvyčajne nestane, pretože časť potenciálnej energie sa prostredníctvom odporu vzduchu a transformuje na iné formy energie, napríklad na teplo trenie. Táto energia sa systému „stratí“.