La ley de conservación de la energía es un principio de la física que establece que, en un sistema cerrado, la energía no se puede crear ni destruir. Se expresa en la Primera Ley de la Termodinámica, que establece que la energía puede transformarse en muchas formas, como luz o calor, pero la suma total de las energías se conserva o permanece constante. Generalmente, esta ley se ilustra con un péndulo. La altura a la que se suelta la bola en un extremo de un péndulo será igual a la altura que alcanzará la bola en el otro extremo. De hecho, en un entorno teóricamente sin fricción, la pelota continuará moviéndose hacia adelante y hacia atrás para siempre.
Como concepto fundamental en física, la ley de conservación de la energía proporciona una explicación de cómo se conserva y se convierte la energía dentro de un sistema. Generalmente, una forma de energía se puede convertir en otra forma de energía. Por ejemplo, la energía potencial se puede convertir en energía cinética.
La energía cinética de un objeto en particular es la energía que posee mientras está en movimiento. Como expresión, la energía cinética es igual a la mitad de la masa del objeto, multiplicada por el cuadrado de la velocidad del objeto, o KE = 1 / 2mv2. La energía cinética consta de tres tipos de energías. La energía cinética vibratoria es la energía debida al movimiento vibracional y la energía cinética rotacional es la energía debida al movimiento rotacional. La energía cinética de traslación es la energía debida al movimiento del centro de masa de un punto a otro.
Generalmente, la energía potencial de un objeto es la energía que se almacena en reposo en un campo de fuerza. La gravedad es una fuerza que actúa sobre un objeto y le da energía potencial. Por ejemplo, una pelota en la cima de una colina tiene una cierta cantidad de energía almacenada debido a la gravedad. Otros tipos de energía potencial incluyen eléctrica, magnética y elástica. Un ejemplo de energía potencial elástica es un resorte estirado.
La ley de conservación de la energía establece que la energía potencial de una pelota en una colina generalmente se convierte en energía cinética cuando la pelota comienza a rodar colina abajo como resultado de la gravedad. De manera similar, la energía potencial de un resorte estirado se convierte en energía cinética cuando se suelta el resorte. En un péndulo, la ley establece que, cuando la bola está en su punto más alto, toda la energía es energía potencial y no hay energía cinética. En el punto más bajo de la pelota, toda la energía en la pelota es cinética y no hay energía potencial cero. La energía total de la pelota es la suma de la energía potencial y la energía cinética.