Mechanische Energie ist die Summe aus kinetischer und potenzieller Energie. Kinetische Energie ist Bewegungsenergie. Potenzielle Energie ist Lageenergie. Ein fahrendes Auto besitzt kinetische Energie. Eine gespannte Feder besitzt potenzielle Energie. Ein Pendel am höchsten Punkt seiner Schwingung besitzt potenzielle Energie. Am tiefsten Punkt besitzt es kinetische Energie. Die gesamte mechanische Energie bleibt konstant, wenn keine Reibung oder Luftwiderstand wirken.

Der Energieerhaltungssatz ist ein wichtiges Werkzeug. Eine Achterbahn besitzt auf dem Gipfel eines Hügels potenzielle Energie, unten hingegen kinetische Energie. Die Summe ist an jedem Punkt gleich, Reibung vernachlässigt. Deshalb ist der erste Hügel immer der höchste. Die Achterbahn kann nicht höher als ihren Ausgangspunkt fahren, wenn ihr keine weitere Energiequelle zur Verfügung steht.

Mechanische Energie in Aktion

• Pendel: potenzielle Energie in kinetische Energie und zurück.
• Achterbahn: Potenzial oben, kinetische Energie unten.
• Fallender Gegenstand: Potenzielle Energie wird in kinetische Energie umgewandelt.
• Pfeil und Bogen: Umwandlung von elastischer potenzieller in kinetische Energie.
• Wasserkraftwerk: Umwandlung von Gravitationspotenzial in kinetische Energie in elektrische Energie.

In der Realität ist mechanische Energie nicht vollständig erhalten. Reibung wandelt einen Teil in Wärme um. Der Luftwiderstand bewirkt dasselbe. Deshalb hört ein Pendel irgendwann auf zu schwingen. Die Energie ist noch vorhanden, hat aber ihre Form geändert. Sie liegt nun als Wärmeenergie vor, verteilt auf die Luftmoleküle und den Drehpunkt. Mechanische Energie ist nützlich, weil sie leicht umgewandelt werden kann. Sie treibt Turbinen, Fahrzeuge und Maschinen an. Sie ist die Energie bewegter Teile. Beim Fahrradfahren wird chemische Energie aus der Nahrung in mechanische Energie umgewandelt. Beim Bremsen wird mechanische Energie in Wärme umgewandelt. Die Gesamtenergie bleibt immer erhalten. Nur ihre Form ändert sich.