Conform principiului conservării energiei mecanice, energia mecanică a unui sistem izolat rămâne constantă în timp, atât timp cât deoarece sistemul este lipsit de frecare și alte forțe neconservatoare. În orice situație reală, sunt prezente forțe de frecare și alte forțe neconservatoare, dar în multe cazuri efectele lor asupra sistemului sunt atât de mici încât principiul conservării energiei mecanice poate fi folosit ca o aproximare corectă. Deși energia nu poate fi creată sau distrusă într-un sistem izolat, ea poate fi convertită la o altă formă de energie.

Pendul SwingEdit

Într-un sistem mecanic, cum ar fi un pendul oscilant supus forței gravitaționale conservatoare, unde forțele de frecare, cum ar fi tragerea aerului și fricțiunea la pivot, sunt neglijabile, energia trece înainte și înapoi între energia cinetică și cea potențială, dar nu părăsește niciodată sistemul . Pendulul atinge cea mai mare energie cinetică și cea mai mică energie potențială atunci când se află în poziție verticală, deoarece va avea cea mai mare viteză și va fi cel mai aproape de Pământ în acest moment. Pe de altă parte, va avea cea mai mică energie cinetică și cea mai mare energie potențială în pozițiile extreme ale oscilației sale, deoarece are viteză zero și este cel mai îndepărtat de Pământ în aceste puncte. Cu toate acestea, atunci când se iau în considerare forțele de frecare, sistemul pierde energie mecanică la fiecare leagăn din cauza muncii negative efectuate pe pendul de către aceste forțe neconservatoare.

IrreversibilityEdit

Că pierderea de energie mecanică într-un sistem a dus întotdeauna la o creștere a temperaturii sistemului a fost cunoscută de mult timp, dar fizicianul amator James Prescott Joule a fost cel care a a demonstrat experimental cum o anumită cantitate de muncă făcută împotriva fricțiunii a dus la o cantitate definitivă de căldură care ar trebui concepută ca mișcări aleatorii ale particulelor care conțin materie. Această echivalență între energie mecanică și căldură este deosebit de importantă atunci când se ia în considerare obiectele care se ciocnesc. coliziune elastică, energia mecanică este conservată – suma energiilor mecanice ale obiectelor care se ciocnesc este aceeași înainte și după coliziune. După o coliziune inelastică, totuși, energia mecanică a sistemului se va fi schimbat. De obicei, energia mecanică înainte de coliziune este mai mare decât energia mecanică după coliziune. În coliziuni inelastice, o parte din energia mecanică a obiectelor care se ciocnesc este transformată în energie cinetică a particulelor constitutive. Această creștere a energiei cinetice a particulelor constitutive este percepută ca o creștere a temperaturii. Coliziunea poate fi descrisă spunând că o parte din energia mecanică a obiectelor care se ciocnesc a fost transformată într-o cantitate egală de căldură. Astfel, energia totală a sistemului rămâne neschimbată, deși energia mecanică a sistemului s-a redus.

SatelliteEdit

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

Dacă satelitul se află pe orbită circulară, ecuația de conservare a energiei poate fi simplificată în continuare în

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

întrucât în mișcare circulară, a 2-a lege a mișcării lui Newton poate fi considerată a fi

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