역학적 에너지
롤러코스터가 높은 곳에서 내려오는 동안 높이는 낮아지고 속력은 점점 빨라지므로, 위치 에너지는 감소하고 운동 에너지는 증가합니다. 따라서 롤러코스터가 내려오는 동안에는 위치 에너지가 운동 에너지로 전환됩니다.
한편 롤러코스터가 올라가는 동안 속력은 점점 느려지고 높이는 높아지므로, 운동 에너지가 감소하면서 위치 에너지가 증가합니다. 따라서 롤러코스터가 올라가는 동안에는 운동 에너지가 위치 에너지로 전환됩니다.
이처럼 운동하는 물체의 높이가 변할 때 위치 에너지가 운동 에너지로 또는 운동 에너지가 위치 에너지로 서로 전환됩니다. 이 물체가 가지는 위치 에너지와 운동 에너지의 합을 역학적 에너지라고 합니다.
역학적 에너지 보존의 법칙
공을 위로 던져 올리거나 자유낙하를 하는 경우를 생각해 봅시다. 공기 저항이나 마찰이 없을 경우, 위치 에너지가 감소하면 그 만큼 운동 에너지가 증가합니다. 반대로 위치 에너지가 증가하면 그 만큼 운동 에너지는 감소합니다. 따라서 물체의 역학적 에너지는 일정하게 보존됩니다.