Come abbiamo già visto, nella Fisica, le azioni reciproche tra i corpi vengono veicolate da entità chiamate "forze". Matematicamente, esse sono rappresentate dai vettori.

Inoltre, anche questo abbiamo già visto, ogni forza, durante il periodo in cui è applicata, compie un "lavoro".

Il lavoro di una forza è uguale alla variazione dell'energia cinetica del sistema.

Delle tante che esistono, le sole forme di energia che la meccanica classica considera sono proprio quella potenziale e quella cinetica.

In ogni momento, la somma di energia potenziale (di posizione) e cinetica (di movimento) all'interno di un sistema isolato deve rimanere costante.

Un corpo che porta con sé una certa quantità di energia, la mantiene finché non interagisce con altri corpi. Quando questo accade, parte dell'energia cambia "proprietario" e passa da un corpo ad un altro.

Esempio classico, ma chiarificatore, è il gioco del biliardo...

SITUAZIONE

La palla bianca è ferma al suo posto: energia potenziale uguale a zero (scegliamo un sistema di riferimento che ha per origine il piano del tavolo) ed energia cinetica uguale a zero (la palla è ferma, sempre nel nostro sistema). Colpiamo con la stecca la palla, esattamente al centro: si mette in movimento in avanti finché non si scontra frontalmente con un'altra palla, che comincia a muoversi anch'essa.

Naturalmente ci sono infinite configurazioni di questo sistema semplice (due palle): la prima si potrebbe fermare mettendo in movimento l'altra, potrebbe rimbalzare all'indietro, il moto delle due palle potrebbe cambiare direzione, ecc.

La cosa che ci interessa maggiormente, però, è che il sistema aveva inizialmente una quantità di energia che è rimasta costante nel tempo, nonostante tutti questi movimenti. Infatti l'energia iniziale del sistema-tavolo era nulla. Poi, attraverso la stecca, il giocatore ha inserito nel sistema una certa quantità di energia, trasferendola alla palla bianca. In questo primo contatto, una parte di energia è uscita dal sistema a causa dell'attrito con aria e tavolo, trasformandosi in movimento di molecole e calore. Il resto, la maggior parte, è diventata energia cinetica della palla bianca. E' rimasto tutto inalterato finché le due palline non si sono scontrate: a questo punto una parte dell'energia cinetica della bianca (o anche tutta, se quest'ultima dopo l'urto si ferma) è passata a quella colorata, che si è messa in movimento. Anche in questo urto, per effetto dell'attrito, si è dispersa un po' di energia in calore o leggere deformazioni delle palle (che non sono infinitamente rigide). La pallina colorata ha camminato per un certo tratto fino a fermarsi. La sua energia cinetica si è dissipata completamente per l'attrito con il piano verde. Anche la palla bianca, se ancora in movimento, avrà lo stesso destino.

In ogni caso, tenuto conto di tutte le trasformazioni avvenute, alla fine l'energia uscita per l'attrito è esattamente uguale a quella fatta entrare dal giocatore. Nel passaggio, però, il sistema biliardo è cambiato notevolmente, perché la palline hanno ora posizioni diverse (ma la stessa energia che possedevano all'inizio, anche potenziale). In altre parole, l'energia totale del sistema si è conservata. E se si volesse espandere il sistema anche al giocatore, al tavolo, al locale, all'Universo intero, si constaterebbe che l'energia totale rimane comunque invariata.

Approfondimento: gli urti...

NOTA

Nella trattazione, ogni corpo materiale è stato implicitamente assimilato ad un punto materiale. Ovvero ad un ente geometrico privo di dimensioni spaziali, che ha la massa come unica caratteristica. Naturalmente per descrivere il mondo reale, parlare di punti materiali è solo una vaga approssimazione, che però risulta molto utile per risolvere un gran numero di problemi. Un esempio è che il punto non può ruotare su sé stesso, quindi tutti i problemi che contemplano rotazioni vengono ignorati. Nella meccanica dei sistemi si comincia a parlare di oggetti estesi, i corpi rigidi, che riassumono nel concetto di momento angolare la loro capacità di ruotare.