| Механическая энергия – это свойство, которое представляет собой способность движущихся объектов делать работу. Эта энергия может быть в разных формах, таких как кинетическая (связанная с движением) и потенциальная (связанная с высотой или натяжением). |
Однако, согласно закону сохранения механической энергии, сумма кинетической и потенциальной энергии в изолированной системе остается постоянной. Иными словами, энергия не исчезает и не появляется из ниоткуда – она только трансформируется из одной формы в другую. Формула закона сохранения механической энергии выглядит следующим образом:
где 
кинетическая энергия в начальный момент времени, 
потенциальная энергия в начальный момент времени, 
кинетическая энергия в конечный момент времени, 
потенциальная энергия в конечный момент времени.
Давайте рассмотрим пример с качелями. Когда вы начинаете качаться на качелях, вы приобретаете кинетическую энергию, так как двигаетесь вперед и назад. Когда вы поднимаетесь на верхнюю точку своего качания, у вас есть потенциальная энергия, так как вы высоко над землей. На самом верхнем моменте, вся ваша энергия - кинетическая и потенциальная – максимальна.
По мере того как вы начинаете двигаться вниз, кинетическая энергия увеличивается, а потенциальная энергия уменьшается. Однако сумма обеих энергий остается неизменной в соответствии с законом сохранения механической энергии.
Это объясняет, почему качели всегда вернут вас обратно. По мере того как вы двигаетесь вниз, ваша кинетическая энергия увеличивается, и вам приходится мчаться вперед. Но когда вы достигаете самой нижней точки, вся ваша энергия преобразуется обратно в потенциальную, и вы начинаете подниматься вверх. Это происходит до бесконечности, пока вы не потеряете часть энергии из-за сопротивления воздуха и трения.
На картинке наглядно показано действие закона сохранения механической энергии, здесь:
полная механическая энергия тела (сумма потенциальной и кинетической энергий) в момент времени 
(т.е. в начальный момент времени), 
полная механическая энергия тела в момент времени 
(т.е. в промежуточный момент времени), 
полная механическая энергия тела в момент времени 
(т.е. в конечный момент времени).
Таким образом, закон сохранения механической энергии объясняет, почему качели всегда продолжают двигаться вперед и назад, и почему механическая энергия в системе сохраняется. Этот закон является одним из основных принципов физики и используется для понимания и предсказания движения объектов во многих аспектах нашей повседневной жизни.
Онлайн картой