Energibevarandet

Energibevarandet, eller bevarandet av energi, är en grundläggande princip inom fysiken som säger att energi inte kan uppstå eller försvinna i ett isolerat system utan endast omvandlas mellan olika former. Denna princip sammanfattas ofta som att den totala mängden energi i ett system är konstant över tid.

Energi finns i flera former, bland annat kinetisk energi (rörelse), potentiell energi i gravitationella och elastiska fält, samt termisk, kemisk och elektrisk energi. Kinetisk energi betecknas som E_k = 1/2 m v^2 och potentiell energi som E_p, till exempel i gravitation: E_p = m g h, eller elastisk som E_s = 1/2 k x^2. När ett system förändras omvandlas energi mellan former, men summan av alla energiformer förblir oförändrad i ett isolerat system.

Ett klassiskt exempel är en pendel som svänger mellan högre potentiell energi och högre kinetisk energi; deras sammanlagrade energi E_k + E_p förblir konstant när man bortser från luftmotstånd och friktion. Om friktion finns omvandlas mekanisk energi till termisk energi och energin i det mekaniska systemet minskar över tid.

Bevarande av energi är särskilt relevant i slutna eller isolerade system, där energin endast utbyts med omgivningen genom arbete eller värmetillförsel. I öppna system måste energiflöden redovisas och ofta används begrepp som effektivitet och energiutnyttjande. Mer avancerade aspekter finns i relativitetsteori och kvantmekanik, där energibegreppet anpassas till sammanhanget.