I henhold til prinsippet om konservering av mekanisk energi forblir den mekaniske energien til et isolert system konstant i tid, så lenge ettersom systemet er fritt for friksjon og andre ikke-konservative krefter. I enhver reell situasjon er friksjonskrefter og andre ikke-konservative krefter til stede, men i mange tilfeller er deres innvirkning på systemet så liten at prinsippet om konservering av mekanisk energi kan brukes som en rettferdig tilnærming. Selv om energi ikke kan skapes eller ødelegges i et isolert system, kan den konverteres til en annen form for energi.

Swinging pendulumEdit

I et mekanisk system som en svingende pendel utsatt for den konservative gravitasjonskraften der friksjonskrefter som luftmotstand og friksjon ved svingpunktet er ubetydelige, går energi frem og tilbake mellom kinetisk og potensiell energi, men forlater aldri systemet . Pendelen når størst kinetisk energi og minst potensiell energi når den er i vertikal posisjon, fordi den vil ha størst hastighet og være nærmest jorden på dette punktet. På den annen side vil den ha sin minste kinetiske energi og største potensielle energi i de ekstreme posisjonene av svingen, fordi den har null hastighet og er lengst fra jorden på disse punktene. Men når man tar hensyn til friksjonskreftene, mister systemet mekanisk energi for hver sving på grunn av det negative arbeidet som er gjort på pendelen av disse ikke-konservative kreftene.

IrreversibiliteterEdit

At tapet av mekanisk energi i et system alltid resulterte i en økning i systemets temperatur har vært kjent i lang tid, men det var amatørfysikeren James Prescott Joule som først demonstrerte eksperimentelt hvordan en viss mengde arbeid mot friksjon resulterte i en bestemt mengde varme som skulle oppfattes som de tilfeldige bevegelsene til partiklene som inneholder materie. Denne ekvivalensen mellom mekanisk energi og varme er spesielt viktig når man vurderer kolliderende gjenstander. elastisk kollisjon, mekanisk energi er konservert – summen av de mekaniske energiene til kolliderende objekter er den samme før og etter kollisjonen. Etter en uelastisk kollisjon, systemets mekaniske energi vil ha endret seg. Vanligvis er den mekaniske energien før kollisjonen større enn den mekaniske energien etter kollisjonen. I uelastiske kollisjoner blir noen av den mekaniske energien til de kolliderende objektene transformert til kinetisk energi fra bestanddelene. Denne økningen i kinetisk energi til bestanddelene oppfattes som en temperaturøkning. Kollisjonen kan beskrives ved å si at noe av den mekaniske energien til de kolliderende gjenstandene er omgjort til like mye varme. Dermed forblir systemets totale energi uendret selv om systemets mekaniske energi er redusert.

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 sirkulær bane, kan energibesparelsesligningen forenkles ytterligere til

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

siden i sirkulær bevegelse kan Newtons 2. bevegelseslov antas å være

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