Kinetik enerji, bir cisme hareketinden dolayı kazandığı enerjidir. Potansiyel enerji ise, bir cismin yerçekimi, elastik potansiyel veya kimyasal enerji gibi potansiyel bir kuvvet tarafından tutulduğu veya sıkıştırıldığı zaman sahip olduğu enerjidir.
Kinetik enerjinin formülü şu şekildedir:
Kinetik Enerji = 1/2 x m x v^2
Burada m, cismin kütlesi ve v, cismin hızıdır.
Örneğin, bir bisikletçinin hareket eden bir bisikletinin kinetik enerjisi, bisikletçinin kütlesine ve bisikletin hızına bağlıdır.
Öteleme kinetik enerjisi ise, bir cismin doğrusal hareket ettiği durumlarda sahip olduğu kinetik enerjidir. Öteleme kinetik enerjisi formülü de aynıdır:
Öteleme Kinetik Enerji = 1/2 x m x v^2
Öteleme kinetik enerjinin formülü, aynı zamanda momentum (p) ve hız (v) ile de ifade edilebilir:
Öteleme Kinetik Enerji = p x v / 2
Kinetik enerji formülünün ispatı, Newton’un hareket yasaları ve enerjinin korunumu yasasına dayanmaktadır. Newton’un ikinci hareket yasası, bir cismin ivmesi (a), kütlesi (m) ve uygulanan kuvvet (F) arasındaki ilişkiyi ifade eder:
F = m x a
Bu denklem, kuvvetin hareketi sağladığını gösterir. Aynı zamanda enerjinin korunumu yasası da şöyle ifade edilir:
Toplam Enerji = Kinetik Enerji + Potansiyel Enerji
Bu denklem, enerjinin herhangi bir formunun başka bir forma dönüştürülebileceğini gösterir, ancak enerji toplamı her zaman sabit kalır.
Bir cismin hareketi boyunca, hareketin başlangıcındaki potansiyel enerji (PE) ivmeye dönüşür ve sonunda kinetik enerji (KE) olarak ifade edilir. Bu, enerjinin korunumu yasasını gösterir:
PE (başlangıç) = KE (son)
Başlangıçtaki potansiyel enerji (PE) şöyle ifade edilir:
PE (başlangıç) = m x g x h
Burada m, cismin kütlesi, g, yerçekimi ivmesi ve h, cismin yüksekliğidir.
Sonundaki kinetik enerji (KE) şöyle ifade edilir:
KE (son) = 1/2 x m x v^2
Burada m, cismin kütlesi ve v, cismin hızıdır.