انرژی مکانیکی جسم:
مجموع انرژی های پتانسیل و جنبشی هر جسم را انرژی مکانیکی آن جسم می نامند.
\(E = K + U\)
انرژی پتانسیل جسم ممکن است به صورت انرژی پتانسیل گرانشی، انرژی پتانسیل کشسانی یا هر دوی آن ها باشد.
با چشم پوشی از نیروی مقاومت هوا، انرژی مکانیکی جسم ثابت باقی می ماند.
\(\begin{array}{l}{W_T} = {K_2} - {K_1} \to {W_F} + {W_N} + {W_{mg}} + {W_f}_{_k} = {K_2} - {K_1}\\{W_F},{W_N},{W_f}_{_k} = 0\\{W_{mg}} = - \Delta U\\ \to \Delta K = - \Delta U\\{K_2} - {K_1} = - {U_2} + {U_1} \to {K_2} + {U_2} = {K_1} + {U_1} \to {E_2} = {E_1}\end{array}\)
1 این رابطه نشان می دهد مجموع انرژی پتانسیل و جنبشی جسم در نقطه های مختلف مسیر حرکت با هم برابر است.
2 پایستگی انرژی مکانیکی، به جرم جسم، زاویه پرتاب، شکل مسیر حرکت و نحوه حرکت جسم بستگی ندارد.
مثال
جسمی به جرم \(1Kg\) از ارتفاع \(5m\) سطح زمین با سرعت \(3\frac{m}{s}\) عبور می کند. انرژی مکانیکی جسم را در این نقطه محاسبه کنید. \(g = 10\frac{N}{{Kg}}\)
\(\begin{array}{l}m = 1Kg\\h = 5m\\V = 3\frac{m}{s}\\E = ?\\E = U + K\\ \to E = mgh + \frac{1}{2}m{V^2} \to E = 1 \times 10 \times 5 + \frac{1}{2} \times 1 \times {\left( 3 \right)^2} = 54/5J\end{array}\)