エネルギーとは、仕事をする能力、あるいは変化を生み出す能力のことです。エネルギーには、運動エネルギー、位置エネルギー、熱エネルギー、化学エネルギー、電気エネルギー、核エネルギーなど、さまざまな形態があります。エネルギーは形態を変えることができますが、閉鎖系においては総量は一定に保たれます。これがエネルギー保存の法則であり、物理学における最も基本的な法則の一つです。丘の頂上にあるボールは位置エネルギーを持っています。転がり落ちるにつれて、そのエネルギーは運動エネルギーに変わります。そして、丘の底にぶつかると、その一部は熱と音に変わります。

エネルギーはジュールで測定されます。1ジュールは、リンゴを1メートル持ち上げるのに必要なエネルギーです。1カロリーは約4.2ジュールで、食品カロリーは1,000カロリーです。電気料金で使用される1キロワット時は360万ジュールです。エネルギーは電力とは異なります。電力はエネルギーが伝達される速度です。100ワットの電球は1秒間に100ジュールを消費します。エネルギーは力とも異なります。力は押したり引いたりすることです。エネルギーは、力が何かを動かすことを可能にするものです。エネルギーは物理学で最も抽象的な概念の1つですが、最も有用な概念の1つでもあります。

エネルギーの形態

• 運動エネルギー。 運動のエネルギー。
• ポテンシャル。 位置または状態による蓄積エネルギー。
• 熱エネルギー。ランダムな粒子運動のエネルギー。
• 化学。 結合に蓄えられたエネルギー。
• 原子核。 原子核に蓄えられたエネルギー。

エネルギーと物質は同じものではない。物質は質量を持ち、空間を占める。エネルギーは質量を持たないが、両者はアインシュタインの方程式 E = mc² によって関連付けられている。