Рассмотрим замкнутую консервативную систему тел. Это означает, что на тела системы не действуют внешние силы, а внутренние силы по своей природе являются консервативными.
Полной механической энергией системы называется сумма кинетической и потенциальной энергии всех тел, входящих в эту систему: W=Wk+Wp.
Пусть система переходит из состояния 1, характеризуемого значениями кинетической Wk1 и потенциальнойэнергии Wp1, в состояние 2 с энергиямиWk2и Wp2. Изменение полной механической энергии такой системы
W2 – W1=(Wk2+Wp2) — (Wk1+ Wp1)=(Wk2 — Wk1) + (Wp2 — Wp1).
Используя соотношения (3.4) и (3.6), получим:
| W2 – W1=A — A=0; W2 = W1; W=const. | (3.7) |
Мы получили закон сохранения механической энергии: механическая энергия замкнутой консервативной системы с течением времени остаётся постоянной.
Если в замкнутой системе действуют неконсервативные силы (например, силы трения), то механическая энергия может переходить в другие виды энергии (например, в тепловую). Однако и в этом случае с учётом всех видов энергии в изолированной системе выполняется один из наиболее фундаментальных законов природы — закон сохранения энергии: в замкнутой системе энергия может переходить из одного вида в другие, однако её общее количество остается постоянным.
Если система незамкнута, то она может обмениваться энергией с окружающими телами. При этом энергия системы может либо возрастать, либо убывать. Убыль энергии системы компенсируется её ростом в окружающей среде, т.е. в системе тел, не входящих в рассматриваемую систему.