Här är uppdelningen:
* Mekanisk energi är summan av ett objekts potentiella energi (på grund av dess position) och kinetisk energi (på grund av dess rörelse).
* luftmotstånd (drag) är en kraft som motsätter sig ett objekts rörelse genom luften. Det orsakas av friktion mellan objektet och luftmolekylerna.
Nyckeln är detta: Luftmotstånd är en icke-konservativ kraft. Detta innebär att det fungerar på objektet och omvandlar en del av dess mekaniska energi till värme.
Här är varför:
* arbets-energi teorem: Detta sats säger att det arbete som gjorts på ett objekt är lika med förändringen i dess kinetiska energi. Eftersom luftmotstånd gör negativt arbete (det motsätter sig rörelse) minskar det objektets kinetiska energi.
* Värmeproduktion: Friktionen orsakad av luftmotstånd genererar värme. Denna värme är en form av energi som går förlorad från systemet, vilket innebär att det inte är en del av objektets mekaniska energi längre.
Så för att svara på din fråga direkt:
Nej, mekanisk energi är * inte * bevarad när endast luftmotstånd verkar på ett objekt. Luftmotstånd orsakar en förlust av mekanisk energi på grund av omvandlingen av en del av den energin till värme.
Exempel:
Föreställ dig en boll som kastas rakt upp i luften.
* Ursprungligen har bollen potentiell energi (på grund av dess höjd) och kinetisk energi (på grund av dess uppåtgående rörelse).
* När det stiger, bromsar luftmotståndet ner det, vilket minskar dess kinetiska energi.
* På toppen av sin bana har bollen tillfälligt noll kinetisk energi men har fortfarande potentiell energi.
* När det faller fortsätter luftmotståndet att agera, vilket minskar dess kinetiska energi ytterligare.
* När den träffar marken kommer den att ha tappat en del av sin ursprungliga mekaniska energi på grund av luftmotstånd.
Viktig anmärkning: Om luftmotståndet är försumbar, skulle mekanisk energi * * bevaras, eftersom den enda kraftverket skulle vara tyngdkraften, vilket är en konservativ kraft.
