پایستگی انرژی مکانیکی به مفهوم حفظ و عدم تغییر انرژی مکانیکی در یک سیستم بدون تأثیر نیروهای خارجی است. در واقع، این اصل مبتنی بر قانون حفظ انرژی است که میگوید که انرژی در یک سیستم بسته همواره ثابت است و تبدیل نمیشود. یعنی انرژی نمیتواند از بین برود یا افزایش یابد، بلکه میتواند از یک نوع به نوع دیگر تبدیل شود.
انرژی مکانیکی مجموعهای است از انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی. انرژی پتانسیل مربوط به ارتفاع یا موقعیت جسم در یک میدان گرانشی است و به صورت Eپ = mgh محاسبه میشود (که در آن m جرم جسم، g شتاب گرانشی، و h ارتفاع است). انرژی جنبشی نیز به انرژی حرکت جسم مربوط است و به صورت Eک = 1/2mv^2 محاسبه میشود (که در آن m جرم جسم و v سرعت جسم است).
با توجه به پایستگی انرژی مکانیکی، در یک سیستم بدون نیروهای خارجی، مجموع انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی ثابت است. به عبارت دیگر، اگر یک جسم به ارتفاعی بالا برده شود و سپس به سمت پایین حرکت کند، انرژی پتانسیل کاهش مییابد و انرژی جنبشی افزایش مییابد، به طوری که مجموع این دو انرژی همچنان ثابت باقی میماند.
این اصل پایستگی انرژی مکانیکی در بسیاری از مسائل فیزیکی بسیار مفید است. به عنوان مثال، در مسائل حرکت سیالات و ماشینها، این اصل به کمک میآید تا از تلف کردن انرژی جلوگیری شود و بهرهوری سیستمها را افزایش دهد. همچنین، در مسائل مربوط به انرژیهای تجدیدپذیر و منابع انرژی، نیز این اصل میتواند راهنمایی کننده باشد تا از بهرهبرداری بهینه و مدیریت صحیح انرژی استفاده شود.