การอนุรักษ์พลังงาน
ขณะวัตถุเคลื่อนที่ พลังงานของมันสลับไปมาระหว่างการเคลื่อนที่ (พลังงานจลน์) กับตำแหน่ง (พลังงานศักย์) ได้ แต่พลังงานกลรวมคงเดิมตราบใดที่แรงเสียดทานและแรงต้านอากาศไม่ขโมยไป วัตถุที่ตกแลกความสูงกับความเร็ว และวัตถุที่ลอยขึ้นแลกความเร็วกับความสูง — ผลรวมไม่เปลี่ยน
E = ½ · m · v² + m · g · h
- E — พลังงานกลรวม (J): พลังงานรวมของการเคลื่อนที่และตำแหน่ง คงที่เมื่อไม่มีแรงเสียดทาน
- m — มวล (kg): วัตถุมีสสารเท่าใด
- v — ความเร็ว (m/s): วัตถุเคลื่อนที่เร็วเพียงใดตอนนั้น
- g — ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วง (m/s²): ความแรงของแรงโน้มถ่วง ราว 9.8 m/s² ใกล้ผิวโลก
- h — ความสูง (m): วัตถุอยู่สูงเหนือระดับอ้างอิงเพียงไกล
ลูกบอล 2 kg แกว่งผ่านเส้นทางที่ความสูง 5 m เหนือพื้น เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 4 m/s เมื่อใช้ g = 9.8 เมตรต่อวินาทีกำลังสอง พลังงานกลรวมของมันคือเท่าไร?
- 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