คุณลักษณะอย่างหนึ่งของระบบใด ๆ ก็คือพลังงานจลน์และศักย์ หากแรง F ใดๆ กระทำต่อร่างกายที่อยู่นิ่งในลักษณะที่แรง F กระทำต่อร่างกายในลักษณะที่แรงหลังเริ่มเคลื่อนไหว แสดงว่า dA ทำงาน ในกรณีนี้ ค่าพลังงานจลน์ dT ยิ่งสูง ยิ่งมีงานทำมาก กล่าวอีกนัยหนึ่งคุณสามารถเขียนความเท่าเทียมกัน:
dA = dT
โดยคำนึงถึงเส้นทาง dR ที่ผ่านโดยร่างกายและความเร็ว dV ที่พัฒนาแล้ว เราใช้กฎข้อที่สองของนิวตันสำหรับแรง:
F = (dV / dt) * m
จุดสำคัญ:กฎหมายนี้สามารถใช้ได้หากใช้กรอบอ้างอิงเฉื่อย การเลือกระบบส่งผลต่อค่าพลังงาน ในระบบสากล SI พลังงานมีหน่วยวัดเป็นจูล (J)
ดังนั้นจึงเป็นไปตามที่พลังงานจลน์ของอนุภาคหรือวัตถุซึ่งมีลักษณะเป็นความเร็วของการเคลื่อนที่ V และมวล m จะเป็นดังนี้:
T = ((V * V) * ม.) / 2
สรุปได้ว่าพลังงานจลน์ถูกกำหนดโดยความเร็วและมวล ซึ่งแท้จริงแล้วเป็นฟังก์ชันของการเคลื่อนที่
พลังงานจลน์และพลังงานศักย์ยอมให้อธิบายสภาวะของร่างกาย หากสิ่งแรกดังที่ได้กล่าวไปแล้วนั้นเกี่ยวข้องโดยตรงกับการเคลื่อนไหว ข้อที่สองจะถูกนำไปใช้กับระบบของร่างกายที่มีปฏิสัมพันธ์ พลังงานจลน์และพลังงานศักย์มักจะถูกพิจารณาเป็นตัวอย่างเมื่อแรงที่เชื่อมต่อวัตถุไม่ขึ้นอยู่กับวิถีการเคลื่อนที่ ในกรณีนี้ เฉพาะตำแหน่งเริ่มต้นและสิ้นสุดเท่านั้นที่มีความสำคัญ ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงที่สุดคือปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง แต่ถ้าวิถีโคจรมีความสำคัญด้วย แรงก็จะกระจาย (แรงเสียดทาน)
พูดง่ายๆ คือ พลังงานศักย์แสดงถึงโอกาสในการทำงานให้สำเร็จ ดังนั้นพลังงานนี้จึงถือได้ว่าเป็นงานที่ต้องทำเพื่อเคลื่อนย้ายร่างกายจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่ง กล่าวคือ:
dA = A * dR
หากพลังงานศักย์แสดงเป็น dP เราจะได้:
dA = - dP
ค่าลบบ่งชี้ว่างานกำลังเสร็จสิ้นเนื่องจาก dP ที่ลดลง สำหรับฟังก์ชัน dP ที่ทราบ ไม่เพียงแต่สามารถกำหนดโมดูลัสของแรง F เท่านั้น แต่ยังรวมถึงเวกเตอร์ของทิศทางด้วย
การเปลี่ยนแปลงของพลังงานจลน์มักเกี่ยวข้องกับศักยภาพ นี่เป็นเรื่องง่ายที่จะเข้าใจหากเราระลึกถึงกฎหมายการอนุรักษ์พลังงานของระบบ มูลค่ารวมของ T + dP เมื่อเคลื่อนไหวร่างกายจะไม่เปลี่ยนแปลงเสมอ ดังนั้นการเปลี่ยนแปลงใน T มักจะเกิดขึ้นควบคู่ไปกับการเปลี่ยนแปลงใน dP ดูเหมือนว่าจะไหลเข้าหากันและเปลี่ยนรูป
เนื่องจากพลังงานจลน์และพลังงานศักย์มีความสัมพันธ์กัน ผลรวมของพวกเขาแสดงถึงพลังงานทั้งหมดของระบบที่อยู่ระหว่างการพิจารณา ในความสัมพันธ์กับโมเลกุล มันคือพลังงานภายในและมีอยู่เสมอตราบใดที่มีการเคลื่อนที่และปฏิสัมพันธ์ด้วยความร้อน
เมื่อทำการคำนวณ ระบบจะเลือกระบบการนับและช่วงเวลาใด ๆ ที่ถือเป็นจุดเริ่มต้น เป็นไปได้ที่จะกำหนดค่าของพลังงานศักย์ได้อย่างแม่นยำเฉพาะในเขตการกระทำของแรงดังกล่าวซึ่งเมื่อปฏิบัติงานไม่ขึ้นอยู่กับวิถีการเคลื่อนที่ของอนุภาคหรือวัตถุใด ๆ ในวิชาฟิสิกส์ กองกำลังดังกล่าวเรียกว่าอนุรักษ์นิยม พวกเขาเชื่อมโยงกับกฎการอนุรักษ์พลังงานทั้งหมดเสมอ
จุดที่น่าสนใจ:ในสถานการณ์ที่อิทธิพลภายนอกมีน้อยหรือถูกปรับระดับ ระบบที่ศึกษาใดๆ มักจะมีแนวโน้มที่จะเข้าสู่สถานะดังกล่าวเมื่อพลังงานศักย์มีแนวโน้มเป็นศูนย์ ตัวอย่างเช่น ลูกบอลที่ถูกโยนออกไปถึงขีดจำกัดของพลังงานศักย์ที่จุดสูงสุดของวิถี แต่ในขณะเดียวกันก็เริ่มเคลื่อนลงด้านล่าง แปลงพลังงานที่สะสมเป็นการเคลื่อนไหวไปสู่งานที่กำลังดำเนินการ เป็นที่น่าสังเกตว่าสำหรับพลังงานศักย์นั้นมีปฏิสัมพันธ์อย่างน้อยสองวัตถุเสมอ: ตัวอย่างเช่นในตัวอย่างที่มีลูกบอลมันได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงของโลก พลังงานจลน์สามารถคำนวณได้ทีละตัวสำหรับร่างกายที่เคลื่อนไหวแต่ละตัว
