Erhaltung der mechanischen Energie

Stellen Sie sich einen Reifen vor, der unter dem Einfluss der Schwerkraft wie ein Pendel hin und her schwingt. Man geht davon aus, dass es sich bei dem Pendel-Erde-System um ein isoliertes System handelt.

Wenn das Pendel schwingt, variiert die Energie des Systems zwischen potentieller Gravitationsenergie und kinetischer Energie hin und her, während die mechanische Energie des Systems – die Summe der beiden – konstant bleibt.

Wenn sich das Pendel in seiner niedrigsten Position befindet, hat es seine maximale Geschwindigkeit und die gesamte Energie ist kinetische Energie. In der höchsten Position, in der das Pendel kurzzeitig stoppt, ist die Geschwindigkeit Null und die gesamte Energie ist potentielle Energie.

In den Zwischenpositionen ist die Hälfte der Energie kinetische Energie und die andere Hälfte potentielle Energie.

In jedem isolierten System besagt der Satz der Erhaltung der mechanischen Energie, dass die gesamte mechanische Energie des Systems zu jedem Zeitpunkt konstant bleibt. Die Indizes beziehen sich auf unterschiedliche Zeitpunkte während eines Energieübertragungsprozesses.