역학적 에너지는 운동 에너지와 위치 에너지의 합입니다. 운동 에너지는 움직임을 나타내고, 위치 에너지는 위치를 나타냅니다. 움직이는 자동차는 운동 에너지를 가지고 있습니다. 늘어난 용수철은 위치 에너지를 가지고 있습니다. 진자는 최고점에 있을 때는 위치 에너지를 가지고 있고, 최저점에 있을 때는 운동 에너지를 가지고 있습니다. 마찰이나 공기 저항이 작용하지 않는다면 전체 역학적 에너지는 일정하게 유지됩니다.

역학적 에너지 보존 법칙은 매우 강력한 도구입니다. 언덕 꼭대기에 있는 롤러코스터는 위치 에너지를 가지고 있고, 언덕 아래에 있을 때는 운동 에너지를 가지고 있습니다. 마찰을 무시한다면, 위치 에너지와 운동 에너지의 합은 모든 지점에서 동일합니다. 이것이 바로 첫 번째 언덕이 항상 가장 높은 이유입니다. 롤러코스터는 다른 에너지원이 없다면 출발점보다 더 높이 올라갈 수 없습니다.

작용하는 기계적 에너지

• 진자: 위치 에너지에서 운동 에너지로, 그리고 다시 위치 에너지로.
• 롤러코스터: 정상은 위치 에너지, 바닥은 운동 에너지.
• 낙하하는 물체: 위치 에너지가 운동 에너지로 전환됩니다.
• 활과 화살: 탄성 위치 에너지에서 운동 에너지로의 전환.
• 수력 발전 댐: 중력 위치 에너지를 운동 에너지로 변환하고, 운동 에너지를 전기 에너지로 변환합니다.

실제 세계에서 역학적 에너지는 완벽하게 보존되지 않습니다. 마찰은 에너지의 일부를 열로 변환합니다. 공기 저항도 마찬가지입니다. 이것이 바로 진자가 결국 멈추는 이유입니다. 에너지는 여전히 존재하지만 형태가 바뀐 것입니다. 이제 그 에너지는 열에너지가 되어 공기 분자와 진자 사이에 퍼져 있습니다. 역학적 에너지는 변환이 용이하기 때문에 유용합니다. 터빈, 차량, 기계를 구동하는 데 사용됩니다. 움직이는 부품의 에너지인 것입니다. 자전거 페달을 밟으면 음식물의 화학 에너지가 역학적 에너지로 변환됩니다. 브레이크를 밟으면 역학적 에너지가 열로 변환됩니다. 총 에너지량은 항상 보존됩니다. 단지 형태만 바뀔 뿐입니다.