Behoud van energie
Terwijl een voorwerp beweegt, kan zijn energie heen en weer schuiven tussen beweging (kinetische energie) en positie (potentiële energie), maar de totale mechanische energie blijft gelijk zolang wrijving en luchtweerstand er niets van stelen. Een vallend voorwerp wisselt hoogte in voor snelheid, en een stijgend voorwerp wisselt snelheid in voor hoogte — de som verandert nooit.
E = ½ · m · v² + m · g · h
- E — totale mechanische energie (J): de gecombineerde energie van beweging en positie, constant zonder wrijving
- m — massa (kg): hoeveel materie het voorwerp heeft
- v — snelheid (m/s): hoe snel het voorwerp op dat moment beweegt
- g — valversnelling (m/s²): de sterkte van de zwaartekracht, ongeveer 9,8 m/s² nabij het aardoppervlak
- h — hoogte (m): hoe ver boven een referentieniveau het voorwerp zich bevindt
Een bal van 2 kg zwaait door zijn baan op een hoogte van 5 m boven de grond, bewegend met 4 m/s. Met g = 9.8 meter per seconde kwadraat, wat is zijn totale mechanische energie?
- m = 2 kg
- v = 4 m/s
- h = 5 m
- E = ½ · m · v² + m · g · h
- E = ½ · 2 kg · (4 m/s)² + 2 kg · 9.8 m/s² · 5 m
E = 114 J