Ifølge princippet om bevarelse af mekanisk energi forbliver den mekaniske energi i et isoleret system konstant i tiden, så længe da systemet er frit for friktion og andre ikke-konservative kræfter. I enhver reel situation er friktionskræfter og andre ikke-konservative kræfter til stede, men i mange tilfælde er deres virkning på systemet så lille, at princippet om konservering af mekanisk energi kan bruges som en rimelig tilnærmelse. Selvom energi ikke kan skabes eller ødelægges i et isoleret system, kan det konverteres til en anden form for energi.

Swinging pendulumEdit

I et mekanisk system som et svingende pendul udsat for den konservative tyngdekraft, hvor friktionskræfter som luftmodstand og friktion ved drejetappen er ubetydelige, går energi frem og tilbage mellem kinetisk og potentiel energi, men forlader aldrig systemet . Pendulet når størst kinetisk energi og mindst potentiel energi, når det er i lodret position, fordi det vil have den største hastighed og være nærmest Jorden på dette tidspunkt. På den anden side vil den have sin mindst kinetiske energi og største potentielle energi i de yderste positioner af sin svingning, fordi den har nul hastighed og er længst væk fra Jorden på disse punkter. Men når man tager højde for friktionskræfterne, mister systemet mekanisk energi med hver sving på grund af det negative arbejde, der udføres på pendulet fra disse ikke-konservative kræfter.

IrreversibiliteterEdit

At tabet af mekanisk energi i et system altid resulterede i en stigning i systemets temperatur har været kendt i lang tid, men det var amatørfysikeren James Prescott Joule, der først eksperimentelt demonstreret, hvordan en vis mængde arbejde udført mod friktion resulterede i en bestemt mængde varme, der skulle opfattes som de tilfældige bevægelser af partiklerne, der omfatter stof. Denne ækvivalens mellem mekanisk energi og varme er især vigtig, når man overvejer at kollidere genstande elastisk kollision, mekanisk energi bevares – summen af de kolliderende genstanders mekaniske energi er den samme før og efter kollisionen. Efter en uelastisk kollision er systemets mekaniske energi vil have ændret sig. Normalt er den mekaniske energi før kollisionen større end den mekaniske energi efter kollisionen. I uelastiske kollisioner transformeres noget af den mekaniske energi fra de kolliderende objekter til kinetisk energi af de indgående partikler. Denne stigning i kinetisk energi af de indgående partikler opfattes som en stigning i temperaturen. Kollisionen kan beskrives ved at sige, at noget af den kolliderende genstands mekaniske energi er blevet omdannet til en lige så høj varme. Således forbliver systemets samlede energi uændret, selvom systemets mekaniske energi er reduceret.

SatelliteEdit

E mekanisk = U + K {\ displaystyle E _ {\ mathrm {mekanisk}} = U + K} E mekanisk = – GM mr + 1 2 mv 2 {\ displaystyle E _ {\ mathrm {mekanisk}} = – G {\ frac {Mm} { r}} \ + {\ frac {1} {2}} \ mv ^ {2}}

Hvis satellitten er i cirkulær bane, kan energibesparelsesligningen yderligere forenkles til

E mekanisk = – GM m 2 r {\ displaystyle E _ {\ mathrm {mekanisk}} = – G {\ frac {Mm} {2r}} \}

da Newtons 2. bevægelseslov i cirkulær bevægelse kan anses for at være

GM mr 2 = mv 2 r {\ displaystyle G {\ frac {Mm} {r ^ {2}}} \ = {\ frac {mv ^ {2}} {r}} \}