Alle energie in het universum is ontstaan uit de oerknal en die totale hoeveelheid energie kan niet veranderen. In plaats daarvan observeren we voortdurend veranderende vormen van energie, van kinetische energie (bewegingsenergie) tot warmte-energie, van chemische energie tot elektrische energie, van potentiële zwaartekrachtenergie tot mechanische energie enzovoort.
Voorbeelden van energieoverdracht

Warmte is een speciaal type energie ( thermische energie
) omdat het, zoals opgemerkt, minder nuttig is voor mensen dan andere vormen.

Dit betekent dat ooit een deel van de energie van een systeem wordt omgezet in warmte, het kan niet zo gemakkelijk worden teruggebracht naar een nuttiger vorm zonder de invoer van extra werk, dat extra energie kost.

De woeste hoeveelheid stralingsenergie die de zon elke seconde uitstraalt en kan op geen enkele manier terugwinnen of hergebruiken is een permanent testament voor deze realiteit, die zich voortdurend over het hele universum en het universum als geheel ontvouwt. Een deel van deze energie wordt "gevangen" in biologische processen op aarde, waaronder fotosynthese in planten, die hun eigen voedsel maken en voedsel (energie) leveren voor dieren en bacteriën, enzovoort.

Het kan ook worden gevangen door producten van menselijke engineering, zoals zonnecellen.
Tracking Energy Conservation

Studenten natuurkunde van de middelbare school gebruiken meestal cirkeldiagrammen of staafdiagrammen om de totale energie van het onderzochte systeem te tonen en te volgen zijn veranderingen.

Omdat de totale hoeveelheid energie in de taart (of de som van de hoogten van de staven) niet kan veranderen, laat het verschil in segmenten of reepcategorieën zien hoeveel van de totale energie op een bepaald punt is een vorm van energie of een andere.

In een scenario kunnen verschillende grafieken op verschillende punten worden getoond om deze veranderingen te volgen. Merk bijvoorbeeld op dat de hoeveelheid thermische energie bijna altijd toeneemt, wat in de meeste gevallen verspilling betekent.

Als u bijvoorbeeld een bal in een hoek van 45 graden gooit, is in eerste instantie alle energie kinetisch (omdat h \u003d 0), en dan op het punt waarop de bal zijn hoogste punt bereikt, is zijn potentiële energie als een deel van de totale energie het hoogst.

Zowel tijdens het stijgen als het vervolgens vallen, zijn enkele van zijn energie wordt omgezet in warmte als gevolg van wrijvingskrachten uit de lucht, dus KE + PE blijft niet constant in dit scenario, maar neemt in plaats daarvan af terwijl de totale energie E nog steeds constant blijft.

(voeg enkele voorbeelddiagrammen in met taart- /staafdiagrammen die energieveranderingen volgen
Kinematica Voorbeeld: vrije val

Als u een bowlingbal van 1,5 kg vanaf een dak op 100 m (ongeveer 30 verdiepingen) boven de grond houdt, kunt u de potentiële energie ervan berekenen gegeven dat de waarde van g \u003d 9,8 m /s ^{2 en PE \u003d mgh:}

(1,5 kg) (100 m) (9,8 m /s ^{2) \u003d 1.470 joule s (J)}

Als u de bal loslaat, neemt zijn nul-kinetische energie steeds sneller toe naarmate de bal valt en versnelt. Op het moment dat het de grond bereikt, moet KE gelijk zijn aan de waarde van PE aan het begin van het probleem, of 1.470 J. Op dit moment is

KE \u003d 1.470 \u003d (1/2) mv ^{2 \u003d (1/2) (1,5 kg) v 2}

Ervan uitgaande dat er geen energieverlies door wrijving is, kunt u met het behoud van mechanische energie v
berekenen, wat blijkt naar 44,3 m /s.
Hoe zit het met Einstein?

Natuurkundestudenten kunnen in de war raken door de beroemde massa-energie vergelijking (E \u003d mc ^{2), zich afvragend of het de wet van behoud tart van energie (of behoud van massa), omdat het impliceert dat massa kan worden omgezet in energie en vice versa.}

Het schendt eigenlijk geen van beide wetten omdat het aantoont dat massa en energie in feite verschillende vormen van hetzelfde zijn ding. Het is alsof je ze in verschillende eenheden meet, gezien de verschillende eisen van klassieke en kwantummechanische situaties.

In de warmtedood van het universum, volgens de derde wet van de thermodynamica, zal alle materie zijn omgezet in thermische energie. Zodra deze energieconversie is voltooid, kunnen er geen transformaties meer plaatsvinden, althans niet zonder een andere hypothetische enkelvoudige gebeurtenis zoals de Big Bang.
De Perpetual Motion Machine?

Een "perpetual motion machine" (bijv. een slinger die met dezelfde timing en beweging zwaait zonder ooit te vertragen) op aarde is onmogelijk vanwege luchtweerstand en bijbehorende energieverliezen. Om het gizmo in stand te houden, zou op een bepaald moment extern werk nodig zijn en daarmee het doel tenietdoen