Materi
Energi kinetik adalah energi karena gerak, EK = ½ × m × v². Energi potensial gravitasi adalah energi karena kedudukan terhadap suatu ketinggian acuan, EP = m × g × h. Keduanya bersatuan joule. Teorema usaha-energi menyatakan bahwa usaha total pada sebuah benda sama dengan perubahan energi kinetiknya, jadi mengangkat benda perlahan setinggi h memerlukan usaha sebesar m × g × h.
Bila hanya gravitasi yang melakukan usaha, tanpa gesekan dan hambatan udara, jumlah EK + EP tetap sepanjang gerak. Itulah kekekalan energi mekanik: energi potensial yang hilang saat benda turun berubah menjadi energi kinetik. Untuk benda yang mulai dari diam dan turun setinggi h, m × g × h = ½ × m × v², sehingga v = √(2 × g × h) dan massanya tidak ikut menentukan.
Contoh, langkah demi langkah. Bola 0,5 kg dilepas dari ketinggian 5 m. Langkah pertama, EP di atas = 0,5 × 9,8 × 5 = 24,5 J. Langkah kedua, tepat sebelum menyentuh tanah seluruhnya menjadi EK, jadi ½ × 0,5 × v² = 24,5 dan v² = 98. Langkah ketiga, v = √98 ≈ 9,9 m/s.
