Conservazione dell'energia

 

Le forme di energia sono diverse (meccanica, chimica, termica ecc.). In ogni singolo sistema l'energia può essere trasformata da una forma all'altra, ma la quantità totale di energia rimane costante, dunque è conservata.

L'energia meccanica E è la somma dell'energia cinetica KE e di tutte le forme di energia potenziale PE presenti nel sistema:
In assenza di forze non conservative, l'energia meccanica è conservata, sicché .  
Naturalmente è la quantità totale di energia che si conserva, mentre la distribuzione dell'energia può cambiare da una forma all'altra.

Forze conservative
Non sempre il Lavoro fatto dalle forze è compensato da una pari variazione di energia potenziale del sistema. Questo è vero soltanto se le forze sono conservative.
In questo caso, chiamando
Lc il Lavoro fatto dalle forze conservative e DE la variazione di energia meccanica totale del sistema, avremo:

 ovvero 

 ma 

.

Come l'equazione (1) dimostra, se nel sistema agiscono soltanto forze conservative l'energia meccanica totale resta costante.

Forze non conservative
Se nel sistema agiscono forze non conservative, l'energia meccanica non è conservata. Ad esempio, se nel sistema agisce una forza d'attrito (non conservativa), possiamo scrivere:
ove
Lc è il Lavoro fatto dalle forze conservative e Lnc il Lavoro fatto dalla forza non conservativa.
Se DE è la variazione di energia meccanica totale del sistema, avremo:

 

ovvero 

ma   

L'equazione (2) dimostra che in presenza di forze non conservative, l'energia meccanica totale non è costante, in quanto varia di una quantità pari al Lavoro fatto dalla forza non conservativa.