Notion
L'énergie mécanique \(E_m\) d'un système matériel est la somme de son énergie cinétique \(E_c\) et de son énergie potentielle \(E_p\), associée aux forces conservatives qui s'exercent sur lui (pesanteur \(E_{pp} = mgz\), rappel élastique \(E_{pe} = \dfrac{1}{2}kx^2\), etc.). C'est une grandeur scalaire, en joules (J) :
Son évolution est régie par le théorème de l'énergie mécanique : la variation de \(E_m\) est due exclusivement à la puissance des forces non conservatives \(\vec{F}_{nc}\) (frottements, force motrice, etc.) — les forces conservatives n'y apparaissent plus explicitement, puisqu'elles sont déjà comptées dans \(E_p\) :
Si les forces non conservatives ne travaillent pas — frottements négligés, ou force perpendiculaire au déplacement comme la réaction normale d'un support sans frottement — alors \(E_m\) se conserve (\(E_m = \text{cste}\)). C'est un cas particulier du théorème, pas une loi indépendante : il faut vérifier à chaque fois que les forces non conservatives ne travaillent pas avant de l'invoquer.
Vigilance : ne pas confondre conservation de l'énergie mécanique et conservation de l'énergie totale. En présence de frottements, l'énergie mécanique n'est pas conservée : elle est dissipée sous forme thermique, mais l'énergie totale du système et de son environnement, elle, reste conservée (premier principe de la thermodynamique). Un système freiné ne « perd » pas d'énergie au sens absolu, il en transfère sous une autre forme.