Randamentul mecanic
Lucrul mecanic efectuat de forţa activă se numeşte lucru mecanic consumat (Lc).
Lucrul mecanic al forţei necesare pentru a învinge forţa rezistentă se numeşte lucru mecanic util (Lu).
Raportul dintre lucrul mecanic util (Lu) şi lucrul mecanic consumat (Lc) se numeşte randament mecanic (η).
η = Lu/Lc
Energia mecanică
Proprietăţii unui sistem fizic de a fi capabil să exercite forţe care efectuează lucru mecanic îi asociem mărimea fizică scalară numită energie mecanică (E).
Unitatea de măsură pentru energia mecanică în S.I. este: joule (J).
[E]SI = J
E = Ec + Ep
Energia cinetică
Energia mecanică a unui corp aflat în mişcare, faţă de sistemul de referinţă ales, o numim energie cinetică (Ec).
Dintre două corpuri care se mişcă cu aceeaşi viteză are energie cinetică mai mare corpul cu masă mai mare.
Energia cinetică a unui corp este proporţională cu pătratul vitezei lui faţă de un sistem de referinţă (S.R.).
Fiecărei stări mecanice a unui corp, caracterizată printr-o anumită viteză, îi corespunde o anumită energie cinetică.
Energia cinetică a unui corp în mişcare, cu o anumită viteză, este egală cu lucrul mecanic efectuat de forţa sub acţiunea căreia i se imprimă corpului viteza respectivă.
Ec = (mv²)/2
Energia potenţială
Energia mecanică a unui sistem fizic ale cărui părţi componente interacţionează o numim energie potenţială (Ep).
Fiecărei stări mecanice a unui sistem fizic, caracterizată printr-o anumită poziţie relativă a părţilor lui componente (ce interacţionează) îi corespunde o anumită energie potenţială.
Diferenţa între energia potenţială corespunzătoare stării iniţiale Ep(A) şi energia potenţială corespunzătoare stării finale Ep(B) este egală cu lucrul mecanic efectuat de greutatea corpului în timpul deplasării acestuia între cele două poziţii:
Ep(A) – Ep(B) = G · h
Dacă un corp se află la o anumită înălţime h, faţă de nivelul de energie potenţială zero, energia potenţială a sistemului corp-Pământ este:
Ep = mgh
Energia mecanică – Mărime fizică de stare
Fiecărei stări mecanice a unui sistem îi corespunde o energie mecanică, deci energia mecanică este mărimea fizică de stare.
Lucrul mecanic – Mărime fizică de proces
Trecerea sistemului dintr-o stare mecanică în altă stare mecanică este caracterizată de lucrul mecanic, deci lucrul mecanic este mărime fizică de proces.
Lucrul mecanic este o măsură a variaţiei energiei mecanice a sistemului.