İçerik
Enerji, fizikte, bir sistemin iş yapabilme kabiliyetidir. İş, bir sistemin başka bir sisteme belirli bir mesafeden ürettiği kuvvettir. Bu nedenle, enerji bir sistemin diğer kuvvetlere karşı çekme veya itme kabiliyetine eşittir. Mekanik enerji, bir sistemdeki tüm enerjinin toplamıdır. Mekanik enerji iki enerji şekline ayrılabilir: kinetik enerji ve potansiyel enerji.
Kinetik enerji
Bir nesne hareket halindeyken, ekrandaki enerji türü kinetik enerjidir. Kinetik enerjinin pek çok formundan bazıları dönme (bir eksen etrafında dönme enerjisi), titreşim (titreşimden enerji) ve çevirme (bir konumdan diğerine hareketten enerji) içerir. Belirli bir zamanda bir nesnenin kinetik enerji miktarı için çözülmesi gereken denklem şöyledir: KE = (1/2) * m * v ^ 2, burada m = nesnenin kütlesi ve v = nesnenin hızı.
Potansiyel enerji
Kinetik enerjinin hareketin enerjisi olduğu yerde potansiyel enerji, pozisyonuna bağlı olarak bir nesnede depolanan enerjidir. Bu formda, enerji iş yapmıyor, ancak diğer enerji formlarına dönüştürülme potansiyeline sahip. Mekanik enerji durumunda, nesne harekete geçtiğinde potansiyel enerji kinetik enerjiye dönüşür. İki potansiyel enerji türü yerçekimi ve elastik potansiyel enerjidir. Yerçekimi potansiyel enerjisi, yerin üzerindeki yüksekliğine bağlı olarak bir cismin enerjisidir. Elastik potansiyel enerji, bir yay gibi gerilmiş veya sıkıştırılmış bir nesnede depolanan enerjidir.
Enerjinin Korunumu Kanunu
Enerjinin korunumu yasası, fiziğin temel bir yasasıdır ve çevresinden izole edilmiş bir sistem içerisinde, sistemin içindeki toplam enerjinin korunduğunu belirtir. Diğer bir deyişle, kinetik enerji ve potansiyel enerji miktarı andan itibaren değişebilse de, toplam enerji miktarı, bir mekanik enerji nesnesidir, izole kaldığı sürece asla değişmez. Bir cismin potansiyel enerjisi denklemi ile tanımlanır: PE = mgh, burada m = cismin kütlesi, g = yerçekimi ivmesi ve h = zeminden yüksekliği cisimler.
Toplam Mekanik Enerji Miktarı
Bir sistemin mekanik enerjisi, sistemdeki kinetik ve potansiyel enerjinin toplamıdır: mekanik enerji = potansiyel enerji + kinetik enerji. Bu denklemin sonucuna toplam mekanik enerji denir. Mekanik enerji, joule adı verilen birimlerde ölçülür. Mekanik enerjili nesneler hareket halindedir veya çalışmak için depolanmış enerjiye sahiptir. Yalıtılmış bir sistem mekanik enerjisini korurken, bu tipik olarak gerçekleşmez, çünkü bazı potansiyel enerji, ısı direnci, hava direnci ve sürtünme yoluyla başka enerji türlerine dönüştürülür. Bu enerji sisteme “kaybedilir”.