کلمه "انرژی" از زبان یونانی گرفته شده و به معنای "عمل"، "فعالیت" است. خود این مفهوم برای اولین بار توسط فیزیکدان انگلیسی تی یونگ در آغاز قرن نوزدهم معرفی شد. منظور از «انرژی» توانایی جسمی است که دارای این ویژگی برای انجام کار است. بدن قادر به انجام کار بیشتر است، انرژی بیشتری دارد. انواع مختلفی از آن وجود دارد: انرژی داخلی، الکتریکی، هسته ای و مکانیکی. مورد دوم بیشتر از دیگران در زندگی روزمره ما رایج است. از زمان های قدیم، انسان یاد گرفته است که آن را با نیازهای خود تطبیق دهد و با استفاده از دستگاه ها و ساختارهای مختلف آن را به کار مکانیکی تبدیل کند. ما همچنین می توانیم یک شکل از انرژی را به شکل دیگری تبدیل کنیم.
در چارچوب مکانیک (یکی از شاخه های فیزیک)، انرژی مکانیکی کمیت فیزیکی است که توانایی یک سیستم (جسم) را برای انجام کارهای مکانیکی مشخص می کند. بنابراین، شاخص وجود این نوع انرژی، وجود سرعت معینی از بدن است که با داشتن آن، می تواند کار کند.
انواع انرژی مکانیکی: جنبشی و پتانسیل. در هر مورد، انرژی جنبشی یک کمیت اسکالر است،متشکل از مجموع انرژی های جنبشی تمام نقاط مادی که یک سیستم خاص را می سازند. در حالی که انرژی پتانسیل یک جسم منفرد (سیستم اجسام) به موقعیت نسبی اجزای آن (آنها) در میدان نیروی خارجی بستگی دارد. نشانگر تغییر انرژی پتانسیل کار عالی است.
جسمی اگر در حرکت باشد انرژی جنبشی دارد (در غیر این صورت می توان آن را انرژی حرکت نامید) و انرژی پتانسیل اگر بالای سطح زمین تا ارتفاعی بلند شود (این انرژی برهمکنش است). انرژی مکانیکی (مانند انواع دیگر) با ژول (J) اندازه‌گیری می‌شود.
برای یافتن انرژی یک جسم، باید کاری را که صرف انتقال این جسم به حالت فعلی از حالت صفر (زمانی که انرژی بدن برابر با صفر است) صرف شده است. در زیر فرمول هایی وجود دارد که انرژی مکانیکی و انواع آن را می توان تعیین کرد:
– جنبشی – Ek=mV2/2;
– پتانسیل – Ep=mgh.
در فرمول‌ها: m جرم جسم، V سرعت حرکت رو به جلو، g شتاب سقوط، h ارتفاعی است که جسم از سطح زمین به آن بلند شده است.
پیدا کردن کل انرژی مکانیکی برای یک سیستم اجسام به معنای شناسایی مجموع اجزای پتانسیل و جنبشی آن است.
نمونه هایی از چگونگی استفاده از انرژی مکانیکی توسط انسان، ابزارهای اختراع شده در دوران باستان (چاقو، نیزه و غیره) و مدرن ترین ساعت ها، هواپیماها و غیره هستند.مکانیسم ها نیروهای طبیعت (باد، جزر و مد دریا، جریان رودخانه) و تلاش های فیزیکی یک فرد یا حیوانات می توانند به عنوان منابع این نوع انرژی و کار انجام شده توسط آن عمل کنند.
امروزه، اغلب کارهای مکانیکی سیستم ها (به عنوان مثال، انرژی یک شفت چرخان) در معرض تبدیل بعدی در تولید انرژی الکتریکی است که برای آن از ژنراتورهای جریان استفاده می شود. بسیاری از دستگاه ها (موتورها) ساخته شده اند که قادر به تبدیل مداوم پتانسیل سیال عامل به انرژی مکانیکی هستند.
قانون فیزیکی بقای آن وجود دارد که بر اساس آن در یک سیستم بسته اجسام که در آن عمل نیروهای اصطکاک و مقاومت وجود ندارد، مقدار ثابت حاصل جمع هر دو نوع آن خواهد بود (Ek و Ep) از تمام بدنه های تشکیل دهنده آن. چنین سیستمی ایده آل است، اما در واقعیت نمی توان به چنین شرایطی دست یافت.
