Mehanička energija se javlja u obliku potencijalne (Ep) i kinetičke energije (Ek). Neka tijela u prirodi imaju Ek, neka Ep, a neka istovremeno i Ek i Ep (recimo tijelo koje s neke visine pada prema zemlji).
Kinetička energija je energija koju tijelo posjeduje kao posljedicu svoga KRETANJA nekom brzinom. Ona je proporcionalna masi tijela m i kvadratu njegove brzine v :
Jedinica za kinetičku energiju je jedan džul [J] , pa iz gornje jednačine možemo zaključiti
Potencijalna energija je energija koju tijelo posjeduje zbog svoga POLOŽAJA prema drugim tijelima.
Primjeri potencijalne energije (ovisno o sili koja djeluje na tijelo) su gravitaciona potencijalna energija i elastična potencijalna energija.
Gravitaciona potencijalna energija je energija tijela koje se nalazi na nekoj visini u gravitacionom polju Zemlje. Ona ovisi od mase tijela m i visine na kojoj se nalazi h:
Ep=m∙g∙h
Kao i kod drugih oblika energije jedinica je džul [J].
Pogledajmo sljedeću sliku:
Potencijalna energija crvene lopte bi morala biti veća, jer ima veću masu i nalazi se na većoj visini od žute loptice. Ipak provjerimo:
Ep CRV= m ⋅ g ⋅ h = 10kg ∙ 9,81 m/s2 ∙ 2m = 196,20 J
Ep ŽUT = m ⋅ g ⋅ h = 5kg ∙ 9,81 m/s ⋅ 1 m = 49,05 J
Elastična potencijalna energija je energija koju ima npr. pritisnuta opruga, jer može da pomjera neka druga tijela. Ona je rezultat elastične deformacije (istezanja ili sabijanja) tijela, pri čemu je tijelo promijenilo oblik. Ako oprugu sabijemo ili istegnemo u njoj se javlja sila koju nazivamo elastična sila i ona uvijek ima smjer suprotan smjeru sile koja je izazvala deformaciju. Kada prestane djelovanje sila deformacije potencijalna energija deformacije omogućava elastičnoj sili da vrati tijelo u prvobitni položaj.
Ako na oprugu ne djeluju nikakve sile ona izgleda kao na slici (a).
Kada vanjskom silom suzbijemo oprugu za dužinu x, onda se u opruzi javlja elastična sila koja nastoji da vrati oprugu u prvobitni položaj. Kada je suzbijena opruga ima elastičnu potencijalnu energiju
gdje je k – koeficijent elastičnosti opruge (ovisi o njenim dimenzijama, obliku i materijalu od kojega je izrađena).
Kada prestane djelovanje vanjske sile opruga se vrati u prvobitni položaj.
Inače, pri mehaničkom kretanju cjelokupna mehanička energija (E) u svakom trenutku ostaje stalna i jednaka zbiru kinetičke (Ek) i potencijalne energije (Ep).
E = Ek + Ep = const
Energija prelazi sa jednog tijela na drugo ili iz jednog oblika u drugi. Pri tom prelaženju ukupna energija ostaje nepromijenjena.
Važi zakon održanja energije :
Energija se ne može ni stvoriti ni uništiti, već se može samo prenijeti sa jednog tijela na drugo ili pretvoriti iz jednog oblika u drugi.
Kako to izgleda pogledaj na primjeru skejtera. Klikni na "Uvod" , pa odaberi na desnoj strani ili trakasti ili kružni grafik i posmatraj kako se u idealnoj varijanti (bez trenja) potencijalna i kinetička energija pretvaraju jedna u drugu, a onda poslije klikni i na „staza sa trenjem“ pa posmatraj pretvaranje u toplotnu energiju usljed trenja. Možeš praviti i svoje sopstvene staze - igraj se i uči!
