ผลต่างระหว่างรุ่นของ "กฎทรงพลังงาน"

'''กฎทรงพลังงาน''' ({{lang-en|Conservation of energy}}) เป็นกฎในทางฟิสิกส์ที่กล่าวว่า [[พลังงาน]]โดยรวมในระบบแยกส่วน<ref group=note>ระบบแยกส่วน ({{lang-en|isolated system}}) หมายถึง 1. ระบบทางกายภาพที่ถูกถอดไกลออกจากระบบอื่น ๆ และไม่มีปฏิสัมพันธ์กับระบบเหล่านั้น หรือ 2. ระบบ[[อุณหพลศาสตร์]]หนึ่งที่ถูกล้อมรอบโดยกำแพงแกร่งที่รื้อถอนไม่ได้ และวัตถุหรือพลังงานใด ๆ ก็ไม่สามารถผ่านกำแพงนี้เข้าไปได้. ระบบแยกส่วนจะอยู่ภายใต้แรงโน้มถ่วงภายในของตัวมันเอง แรงโน้มถ่วงและแรงระยะไกลอื่น ๆ ภายนอกไม่สามารถเข้าถึงได้</ref> หนึ่ง ๆ จะมีค่าเท่าเดิม หรือพูดได้ว่าพลังงานจะถูกอนุรักษ์ตลอดช่วงเวลา พลังงานที่ป้อนเข้าไปในระบบใดระบบหนึ่ง จะเท่ากับพลังงานที่ส่งออกมา พลังงานไม่สามารถถูกสร้างขึ้นใหม่หรือถูกทำลาย มันทำได้แต่เพียงเปลี่ยนรูปไปเป็นพลังงานรูปแบบอื่นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น พลังงานเคมีสามารถเปลี่ยนไปเป็นพลังงานจลน์ได้ในการระเบิดของแท่งไดนาไมท์ เป็นต้น การอนุรักษ์พลังงานมีความแตกต่างกับการอนุรักษ์มวล แต่ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษแสดงให้เห็นว่ามวลมีความสัมพันธ์กับพลังงาน โดยที่ <math>E = mc^2</math> และวิทยาศาสตร์ปัจจุบันจะใช้มุมมองที่ว่า มวลและพลังงานถูกอนุรักษ์

ผลที่ตามมาของกฏกฎทรงพลังงานนี้ก็คือเครื่องยนต์ที่เคลื่อนไหวได้โดยไม่มีวันหยุดประเภทที่หนึ่งไม่มีจริง หรือพูดอีกอย่างคือ ไม่มีระบบที่ปราศจากการจ่ายพลังงานจากภายนอกจะสามารถส่งออกพลังงานที่ไม่มีขีดจำกัดออกมาในสิ่งแวดล้อมได้

เมื่อพิจารณาระบบที่มีวัตถุก้อนหนึ่งมวล <math>m</math> กิโลกรัม อยู่ภายใต้อิทธิพลของ''แรงอนุรักษ์ (Conservative force)'' เช่น แรงโน้มถ่วงของโลกหรือกล่าวอีกนัยหนึ่งคือ การที่วัตถุก้อนนี้อยู่ในสนามโน้มถ่วงของโลก '''g''' มีขนาดคงตัวประมาณ <math>9.8 m/s^2</math> หรือแม้แต่ใช้กันโดยอนุโลมเป็น <math>10 m/s^2</math> โดยทั่วไปแล้วเราจะเรียกผลรวมของพลังงานศักย์โน้มถ่วง <math>E_p</math> และพลังงานจลน์ <math>E_k</math> ของวัตถุก้อนนี้ ณ ตำแหน่งหนึ่ง ณ ขณะหนึ่งว่า [[พลังงานกล]] (Mechanical energy) และเป็นที่ประจักษ์ว่าพลังงานกลของวัตถุก่อนหนึ่งๆหนึ่ง ๆ จะมีค่าคงตัวเสมอจึงได้เรียกกันว่า ''กฎการอนุรักษ์พลังงานกล (Law of conservation of mechanical energy)'' กล่าวโดยสรุป คือ

''ในขณะที่ระบบวัตถุหนึ่งๆหนึ่ง ๆ อยู่ภายใต้อิทธิพลของแรงอนุรักษ์ ดังเช่นในกรณีแรงโน้มถ่วงของโลกที่กำลังพิจารณาอยู่นี้ จะได้ว่าพลังงานกลของระบบวัตถุนี้ คือผลรวมของพลังงานศักย์โน้มถ่วงและพลังงานจลน์ของระบบวัตถุนี้ย่อมมีค่าคงตัว'' <ref>สมพงษ์ ใจดี. (2548). '''ฟิสิกส์เชิงวิเคราะห์ 1: กลศาสตร์.''' โรงพิมพ์แห่งจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย.</ref>

เนื่องจากทั้งพลังงานศักย์โน้มถ่วงและพลังงานจลน์ มีหน่วยเดียวกัน นั่นคือ ''[[จูล]] (Joulejoule)'' ตามระบบ[[หน่วยอนุพันธ์เอสไอ]] ซึ่งอาจกล่าวได้ว่าเมื่อวัตถุก้อนหนึ่งมีการเปลี่ยนรูปไปมาระหว่างพลังงานสองชนิดนี้ เราควรจะพิจารณาลักษณะของพลังงานที่เปลี่ยนจะดูสมจริงมากกว่าการอ้างถึงกฎการอนุรักษ์พลังงานกลเพียงอย่างเดียว