Zasada zachowania energii mechanicznej

Wyobraźmy sobie oponę kołyszącą się jak wahadło w przód i w tył pod wpływem siły grawitacji. Zakłada się, że układ wahadło-Ziemia jest systemem izolowanym.

Gdy wahadło się wychyla, energia układu zmienia się tam i z powrotem między grawitacyjną energią potencjalną a energią kinetyczną, podczas gdy energia mechaniczna układu - suma tych dwóch - pozostaje stała.

Kiedy wahadło znajduje się w najniższym położeniu, osiąga maksymalną prędkość, a cała energia jest energią kinetyczną. W najwyższym położeniu, w którym wahadło chwilowo się zatrzymuje, prędkość wynosi zero, a cała energia jest energią potencjalną.

W położeniach pośrednich połowa energii to energia kinetyczna, a połowa to energia potencjalna.

W każdym izolowanym układzie prawo zachowania energii mechanicznej mówi, że całkowita energia mechaniczna układu w dowolnym momencie pozostaje stała. Indeksy dolne odnoszą się do różnych momentów czasowych podczas procesu transferu energii.