机械能守恒规范
机械能守恒规范，又称机械能守恒定律，是物理学中的一条基本定律，它描述了在封闭系统中，机械能的总量保持不变。机械能是指物体由于其运动或位置而拥有的能量，包括动能和势能。
表述
机械能守恒定律可以表述为：
E_m = K + U = 定值
E_m 是机械能
K 是动能
U 是势能
推导
机械能守恒规范可以从牛顿运动定律推导出来。根据牛顿第二定律：
F = ma
F 是施加在物体上的合外力
m 是物体的质量
a 是物体的加速度
对于一个封闭系统，合外力为零，即：
F = 0
物体的加速度也为零，即：
a = 0
这表明物体的速度保持不变。
根据动能公式：
K = 1/2 mv^2
v 是物体的速度
可以看出，当速度保持不变时，动能也保持不变。
对于势能，它取决于物体的质量、重力加速度和物体的高度。在封闭系统中，重力加速度和物体的高度都保持不变。因此，势能也保持不变。
应用
机械能守恒规范在物理学和工程学中有着广泛的应用，包括：
简单机械：机械能守恒规范可以用来分析杠杆、滑轮、斜面等简单机械的效率。
振动和波：机械能守恒规范可以用来分析振动和波的能量传递。
流体流动：机械能守恒规范可以用来分析流体流动中的能量损失。
天体力学：机械能守恒规范可以用来分析天体的运动，如行星绕太阳的运动。
限制
机械能守恒规范只适用于封闭系统，即系统中没有能量与外界交换。如果系统存在摩擦、热传递或其他非保守力，那么机械能守恒规范将不成立。
非保守力
非保守力是导致机械能损失的力，包括：
摩擦力：摩擦力会将动能转化为热能。
热传递：热传递会将势能转化为热能。
空气阻力：空气阻力会将动能转化为热能。
延伸
机械能守恒规范可以扩展到能量守恒定律，它指出在任何系统中，能量的总量保持不变。能量守恒定律是物理学中最基本的定律之一，它适用于所有物理系统。
历史
机械能守恒规范最早是由戈特弗里德·威廉·莱布尼茨在 17 世纪末提出的。后来，该规范由埃米尔·诺特在 20 世纪初进行了数学上的严格证明。