Mekanisk energi är summan av två andra grundläggande typer av energi: kinetisk energi och potentiell energi. För att förstå vad mekanisk energi egentligen är, behöver vi börja med att förstå dessa två energiformer.
Kinetisk energi kan mest direkt beskrivas som energin i rörelse. Det är den energi som ett objekt har på grund av sin rörelse. För att kalkylera den kinetiska energin i ett objekt används formeln E_k = 1/2 * m * v^2. Denna formel visar att den kinetiska energin är direkt proportionell mot objektets massa (m) och kvadraten på dess hastighet (v). Det betyder att ju snabbare ett objekt rör sig, eller ju mer massivt det är, desto mer kinetisk energi besitter det.
Om kinetisk energi är energin av rörelse, då är potentiell energi energin av position eller tillstånd. Denna typ av energi är lagrad inom ett objekt och kan omvandlas till kinetisk energi. Det finns två huvudtyper av potentiell energi: gravitationell och elastisk. Gravitationell potentiell energi är den energi ett objekt har på grund av sin position i ett gravitationsfält (oftast jordens), vilket kan beräknas med formeln E_p = m * g * h, där m är massan, g är gravitationskonstanten och h är höjden över marken. Elastisk potentiell energi är den energi som lagras i ett objekt när det deformeras, till exempel när en fjäder sträcks eller komprimeras.
Energiprincipen (även kallat energibevarandets lag) är en av de mest fundamentala principerna inom fysiken. Denna lag säger att den totala mängden energi i ett isolerat system alltid förblir konstant. Med andra ord, energi kan inte skapas eller förstöras, det kan bara omvandlas. Till exempel, om du kastar en boll rakt upp i luften, kommer dess kinetiska energi gradvis att omvandlas till potentiell energi tills bollen når sin högsta punkt. Där kommer all dess energi att vara potentiell (lägesenergi). När bollen börjar falla tillbaka ner omvandlas den potentiella energin tillbaka till kinetisk energi.
Att tillämpa dessa koncept i verkliga situationer kan hjälpa till att belysa deras betydelse. Till exempel, om vi tänker på en pendel som svänger fram och tillbaka, kan vi observera att när pendeln är i dess högsta punkt, har den maximal potentiell energi och minimal kinetisk energi. När den passerar det lägsta punktet i svängen har den maximal kinetisk energi och minimal potentiell energi. Trots denna förändring mellan kinetisk och potentiell energi, förblir den totala mekaniska energin konstant (förutsatt att det inte finns någon luftmotstånd eller friktion).
[bild på två olika pendlar i olika lägen med förklaring]
Facit:
För mer hjälp med fysik besök vår begreppssamling med förklaringar eller uppgiftsbank med övningsuppgifter om fysikbegrepp och koncept och såklart finns det lösningar! Allt för att du ska förstå fysiken så bra som möjligt. Du hittar även en komplett formelsamling som du får ta med dig till Kursprovet! Och kom ihåg, oavsett om du är en student som behöver hjälp med dina fysikuppgifter eller bara nyfiken på ett begrepp, finns det alltid hjälp att få, och nya saker att lära!