physics.zfftt.kpi.ua

Повною механічною енергією тіла або системи тіл називається сума потенціальної та кінетичної енергії :

(Примітка. "Повною" часто опускають).

Якщо в системі діють лише консервативні сили, то, згідно зі співвідношеннями (4.4) і (4.5), для будь-якого проміжку часу

Цей результат складає зміст закону збереження механічної енергії:

Можна сказати, що в такому разі механічна енергія є "законсервована".  Це пояснює термін "консервативні сили".

При наявності неконсервативних сил механічна енергія системи змінюється згідно з універсальним співвідношенням між енергією та роботою:

Неконсервативні сили в механічній системі – то практично завжди є ті чи інші сили тертя та опору. Тому математично закон зміни механічної енергії зазвичай записують у вигляді:

де W₁, W₂ – початкова та кінцева механічна енергія, A_т – робота всіх внутрішніх сил тертя та опору, що діють між тілами системи,  A_зов – робота всіх зовнішніх неконсервативних сил.

Якщо система є замкнена (ізольована), то A_зов = 0, і зміна енергії визначається тільки внутрішніми силами тертя та опору

У довільній системі сумарна робота сил тертя та опору може бути й додатньою, як до прикладу, для авто з увімкненим двигуном. Але в замкненій системі завжди А_т < 0, і ΔW < 0. Тобто за наявності тертя та опору середовища механічна енергія ізольованої системи зменшується з часом. Тож важливо пам'ятати, що на відміну від імпульсу, задля збереження механічної енергії однієї лише замкненості системи є недостатньо, необхідна ще й відсутність будь-яких сил тертя та опору. Так само, якщо від'ємна робота внутрішніх сил тертя та опору "компенсується" роботою зовнішніх сил, так що A_т + A_з = 0, то механічна енергія зберігається і в незамкненій системі.

Подивившись анімацію і поекспериментувавши з нею, ви зможете краще зрозуміти процеси перетворення енергії.