Kinētiskā un potenciālā enerģija

Ja ķermenis, kura masa m, pārvietojas spēka iedarbības rezultātā, un tā ātrums mainās no līdz tad šis spēks veic darbu A.

Visu pielikto spēku veiktais darbs ir vienāds ar rezultējošā spēka darbu (sk.zīm. 1.19.1.).

Rezultējošā spēka darbsA = F1s cos α1 + F2s cos α2 = F1ss + F2ss = Fрss = Fрs cos α.

Starp ķermeņa ātruma izmaiņu un spēku, kas rada šo izmaiņu, pastāv noteikta sakarība. Vienkāršākais veids, kā noteikt šo sakarību, ir izpētīt ķermeņa taisnvirziena kustību, kas notiek spēka ietekmē. Šajā gadījumā spēka pārvietojuma ātruma un paātrinājuma vektori vērsti vienā virzienā, un ķermenis pārvietojas vienmērīgi paātrināti. Koordinātu asi vēršot kustības virzienā, fizikālos lielumus F, s, υ un a var aplūkot kā algebriskos (pozitīvie vai arī negatīvie, atkarībā no atbilstošo vektoru vērsuma). Tad spēka paveikto darbu var uzrakstīt A = Fs. Vienmērīgi paātrinātas kustības gadījumā, pārvietojums s tiek aprēķināts

Varam secināt, ka spēka (vai arī spēku rezultējošā) veiktais darbs saistīts ar ātruma izmaiņas (neviss paša ātruma) kvadrātu.

Fizikālais lielums, kas ir vienāds ar ķermeņa masas un tā ātruma reizinājuma kvadrāta pusi, tiek saukts par ķermeņa kinētisko enerģiju:

Rezultējošā spēka veiktais darbs ir vienāds ar enerģijas izmaiņu.

Šo apgalvojumu sauc par kinētiskās enerģijas teorēmu. Kinētiskās enerģijas teorēma izpildās arī tad, ja pieliktais spēks ir mainīgs, un arī tad, ja spēka un kustības virzieni nesakrīt.

Kinētiskā enerģija ir kustības enerģija. Ja ķermenis, kura masa m, pārvietojas ar ātrumu tad tā kinētiskā enerģija ir vienāda ar spēka, kas bija nepieciešams šī ātruma radīšanai, paveikto darbu:

Ja ķermenis pārvietojas ar ātrumu lai pilnībā to nobremzētu, nepieciešams veikt darbu

Tāpat kā kinētiskajai jeb kustības enerģijai fizikā liela loma ir arī potenciālajai jeb ķermeņu mijiedarbības enerģijai.