Celková mechanická energie těles a systémů

Množství, které se rovná polovině produkce hmoty daného těla rychlostí tohoto těla na čtverci, se nazývá ve fyzice kinetickou energií těla nebo energií působení. Změna nebo nekonzistence kinetické nebo pohybové energie těla v průběhu času se bude rovnat práci, která byla pro daný čas provedena určitou silou působící na daný subjekt. Pokud bude práce jakékoliv síly na uzavřené trajektorii jakéhokoliv typu nulová, potom se síla tohoto druhu nazývá potenciální síla. Práce takových potenciálních sil nebude záviset na tom, jakou cestou se tělo pohybuje. Tato práce je určena počáteční polohou těla a jeho konečnou polohou. Výchozí bod nebo nula pro potenciální energii lze zvolit naprosto libovolně. Hodnota, která se rovná práci dokončené potenciální silou pro pohyb těla z dané polohy na nulový bod, se nazývá ve fyzice potenciální energií těla nebo energií státu.

Pro různé typy sil ve fyzice existují různé vzorce pro výpočet potenciální nebo stacionární energie těla.

Práce provedené potenciálními silami se bude rovnat změně této potenciální energie, která by měla být provedena v opačném znaménku.

Pokud kombinujete kinetickou a potenciální energii těla, získáte hodnotu, která se nazývá celková mechanická energie těla. V situaci, kdy je systém s více těly konzervativní, platí pro něj zákon zachování nebo stálost mechanické energie. Konzervativní systém těl je systém těles, který je vystaven působení pouze těch potenciálních sil, které nezávisí na čase.

Zákon zachování nebo stálost mechanické energie je: "Během jakýchkoli procesů, které se vyskytují v určitém systému těl, je jeho celková mechanická energie vždy nezměněna." Celková nebo celá mechanická energie každého těla nebo jakéhokoli systému těl zůstává konstantní, pokud je tento systém těles konzervativní.

Mechanická energie libovolného systému sestávajícího z n bodů, které se navzájem kontinuálně vzájemně ovlivňují, se rovná součtu potenciální stacionární a kinetické energie pohonu systému bodů. Je-li systém těchto bodů ve vnějším poli, ve kterém působí konzervativní nebo konstantní síly, pak se celková mechanická energie tohoto systému rovná součtu potenciální stacionární a kinetické energie pohonu s přidáním potenciální energie daného systému do vnějšího pole. Pokud v systému existují nekonzervativní síly, nemůže být celková mechanická energie systému zachována, ale začíná klesat a jeho ztráta se rovná práci nekonzervativních sil v tomto systému.

Pokud na síle působí pouze nekonzervativní síly, zůstane součet potenciální a kinetické energie. Zároveň je však možné provést interkonverzi energie v systému. Potenciální energie se může změnit na kinetickou energii a kinetická energie se může stát potenciální energií.

Zákon zachování nebo stálost celkové nebo celé mechanické energie je vždy invariantní, to znamená, že její forma záznamu se nemění, i když se změní počáteční čas. Toto je důsledek práva časové homogenity.

Když se na systému například začnou projevovat rozptylovací síly, jako je například třecí síla, pak se mechanická energie tohoto uzavřeného systému postupně snižuje nebo snižuje. Takový proces se nazývá ztráta energie. Disipativní systém je systém, v němž může energie s časem klesat. Během rozptylu je mechanická energie systému zcela transformována na jinou. To plně odpovídá obecnému zákonu o energetice. Takže v přírodě neexistují žádné zcela konzervativní systémy. V každém systému těl nebo hmotných bodů je nutné, aby se tato nebo tato rozptylující síla uskutečnila.