Uzasadnienie: 

Naszym zadaniem jest  poprawny opis zasady zachowania energii mechanicznej.

Energia mechaniczna jest sumą energii oddziałujących na dany układ. W przypadku układów makroskopowych są to najczęściej energie: kinetyczna, potencjalna grawitacji i potencjalna sprężystości. Zasada zachowania energii mechanicznej polega na tym, że w izolowanym układzie suma oddziałujących energii jest stała. Czyli wartości poszczególnych energii mogą ulec zmianie, ale ich suma nie. 

Takim odizolowanym układem, gdzie spełniona jest zasada zachowania energii, jest spadek swobodny. W trakcie spadku swobodnego na układ nie oddziałują żadne siły oporu ruchu - np. opór powietrza. W takim razie układ porusza się ze stałym przyspieszeniem, które jest przyspieszeniem ziemskim. 

ENERGIA POTENCJALNA PRZY POWIERZCHNI ZIEMI Energię potencjalną ciała w jednorodnym polu grawitacyjnym w pewnej odległości od poziomu przyjętego za początkowy przedstawiamy za pomocą wzoru: $E_g=mgh$  gdzie: $E_g$  - energia potencjalna ciała, $m$ - masa ciała,  $g$ - wartość przyspieszenia ziemskiego, $h$ - wysokość ciała nad poziomem przyjętym za początkowy.

 

ENERGIA KINETYCZNA Energię kinetyczną ciała obliczyć możemy za pomocą wzoru: $E_k=\frac{m{v}^2}{2}$ gdzie: $E_k$ - energia kinetyczna ciała,  $m$ - masa ciała,  $v$ - wartość prędkości, z jaką ciało się porusza.

Rozpatrzmy układ, który jest odizolowany np. swobodne kozłowanie piłki. Aby zasada zachowania energii mechanicznej została zachowana, to w punkcie, w którym piłka ma maksymalną wysokość, to energia potencjalna grawitacji musi być maksymalna, a energia kinetyczna wynosi zero. W momencie gdy piłka zderza się z podłożem następuje dokładnie odwrotna sytuacja - to energia kinetyczna jest maksymalna, a potencjalna wynosi zero. Zatem w etapach pośrednich obie te energie proporcjonalnie zmieniają swoje wartości.

 Odpowiedź: 

▶ Energia mechaniczna jest sumą energii  , energii  grawitacji i energii $\underline{\text{potencjalnej}}$sprężystości.

Zasada zachowania energii mechanicznej

Gdy na ciało działają tylko siły związane z jego energią potencjalną (np. siły $\underline{\text{spręz˙ystosˊci}}$

lub ), to energia $\underline{\text{mechaniczna}}$ tego ciała się nie zmienia.

▶ Przykładem sytuacji, w której spełniona jest zasada zachowania energii mechanicznej , jest spadek swobodny, czyli spadek bez $\underline{\text{oporu powietrza}}$ . Podczas spadku swobodnego ciała poruszają się ruchem $\underline{\text{jednostajnie przyspieszonym}}$ z przyspieszeniem $\underline{\text{ziemskim}}$ .