Heiluri animaatio

Heiluva heiluri, jossa on nopeusvektori (vihreä) ja kiihtyvyysvektori (sininen). Heilurin nopeusvektorin suuruus eli nopeus on suurin pystyasennossa ja heiluri on ääriasennoissaan kauimpana Maasta.

Fysiikassa mekaaninen energia kuvaa mekaanisen systeemin komponenteissa esiintyvää potentiaalienergiaa ja liike-energiaa.

Kun tietty määrä mekaanista energiaa siirtyy (esimerkiksi palloa heitettäessä, laatikkoa nostettaessa, limupurkkia murskattaessa tai juomaa sekoitettaessa), sanotaan, että tämä määrä mekaanista työtä on tehty. Sekä mekaaninen energia että mekaaninen työ mitataan samoissa yksiköissä kuin energia yleensä. Yleensä sanotaan, että systeemin komponentilla on tietty määrä ”mekaanista energiaa” (eli se on tilafunktio), kun taas ”mekaaninen työ” kuvaa sitä, kuinka paljon mekaanista energiaa komponentti on saanut tai menettänyt.

Mekaanisen energian säilyminen on periaate, jonka mukaan tietyissä olosuhteissa systeemin mekaaninen kokonaisenergia on vakio. Tämä sääntö ei päde, kun mekaaninen energia muunnetaan muuhun muotoon, kuten kemialliseen, ydinenergiaan tai sähkömagneettiseen energiaan. Energian yleisen säilymisen periaate on kuitenkin toistaiseksi rikkomaton fysiikan sääntö – tietojemme mukaan energiaa ei voi luoda eikä tuhota, ainoastaan muuttaa muotoaan.

Kuvia lapsille

  • Orbitaaliliike

    Esimerkki mekaanisesta järjestelmästä: Satelliitti kiertää Maata, johon vaikuttaa vain konservatiivinen gravitaatiovoima; sen mekaaninen energia säilyy siis. Satelliitti kiihtyy kohti Maata kiihtyvyydellä, joka on kohtisuorassa nopeutta vastaan. Tätä kiihtyvyyttä kuvaa vihreä kiihtyvyysvektori ja nopeutta punainen nopeusvektori. Vaikka nopeus muuttuu kiihdytysvektorin takia jatkuvasti vektorin suunnan mukana, satelliitin nopeus ei muutu, koska nopeusvektorin suuruus pysyy muuttumattomana.