Energia w prostym ruchu harmonicznym

Rozważmy blok masy m przymocowany do sprężyny o stałej siły k na powierzchni pozbawionej tarcia w stanie równowagi.

Gdy blok jest przemieszczony, praca wykonana przez siłę sprężyny wzdłuż przemieszczenia od jej pozycji początkowej do końcowej jest równa ilości energii potencjalnej zmagazynowanej w sprężynie w stosunku do jej przemieszczenia. Nazywa się to elastyczną energią potencjalną.

Po zwolnieniu blok ulega prostemu ruchowi harmonicznemu. Energia potrzebna do jego ruchu w przód iw tył nazywana jest translacyjną energią kinetyczną i jest wprost proporcjonalna do kwadratu jego prędkości i masy.

Podczas oscylacji obie energie stale się wymieniają i są reprezentowane przez przebiegi sinusoidalne. Sprężysta energia potencjalna jest maksymalna przy maksymalnym przemieszczeniu, podczas gdy translacyjna energia kinetyczna jest maksymalna w położeniu równowagi.

W innych położeniach blok ma różne wartości energii kinetycznej i potencjalnej, a ich suma jest równa całkowitej energii układu.

Tak więc całkowita energia w układzie pozostaje stała i zachowana, ponieważ oscyluje między translacyjną energią kinetyczną a elastyczną energią potencjalną.