总能量和机械能量的范围不同。
动能是动能（K）和势能（U）的总和。当质量为 m 的物体以速度 v 移动时，K = ½mv²。 在一个恒定的引力场中，它表示为 U = mgh。 势能的参考高度可以任意设定，并且任何物理变化都取决于高度差。
如果只有恢复力，例如重力，起作用，那么 K + U 保持不变。然而，如果存在摩擦或非弹性碰撞，一部分机械能可以转化为内能或声音。这并不意味着当机械能减少时，总能量消失。
自由落体相关的势能和摆的势能转化为动能。
对于一个从静止状态下，自由落下降高度为 h 的球，根据公式 mgh = ½mv²，可得出 v = √(2gh)。质量抵消，因此，对于相同的下落高度，到达的速度是相同的。能量方程并不能直接给出经过的时间，但可以快速比较初始状态和最终状态。
振动在其极点时速度为 0，在最低点达到最大速度。理想的弹簧由于其拉力与运动方向垂直，因此不产生功。实际的振幅会减少，因为机械能从系统传递到周围和内部的能量。
在电路和加热应用中，我们通过功率来测量迁移率。
功率 P 指的是单位时间内传输的能量。在恒定功率下，E = Pt，且 1 W = 1 J/s。电阻的功率 P = VI，表示电能转化为热或其他形式的速率。如果所有能量用于加热物体，且没有能量损失，则 Pt = mcΔT。
我们始终验证系统的边界是如何定义的。如果仅仅观察一个物体，由于摩擦，能量会损失。然而，当我们同时观察物体及其所处的表面时，我们可以计算出内部能量的增加。 维护能量平衡的过程，也有助于发现实验中可能被忽略的损失或测量误差。
关键关系与符号
K = ½mv² · U = mgh · K + U = 常数 (仅保守力产生功) · E = Pt
| 符号 | 含义 | 单位 |
|---|---|---|
| K, U, E | 动能、势能以及传递的能量 | J |
| m | 质量 | kg |
| v | 速率 | m/s |
| P | 电功率 | W |
工作实例
如果一个 2 公斤质量的物体从 5 米的高度自由落下，会发生什么？
当 g = 9.8 m/s² 时，引力势能的减小为 98 J。如果不存在摩擦，则动能增加该量，从而得到最终速度，即 √98 ≈ 9.90 m/s。然而，如果存在摩擦，则部分能量会转化为热量，从而减缓速度。
常见误解
- 即使在非弹性碰撞中，当动能减少时，总能量不会被违反。
- 功率是能量传递的速率，而不是能量本身。