قانون پایستگی انرژی یکی از اصول اساسی فیزیک است که بیان میکند که در یک سیستم بسته، انرژی همیشه ثابت است و نمیتوان آن را از بین برد یا ایجاد کرد. این قانون به این معنا است که انرژی نمیتواند تولید یا نابود شود، فقط میتواند از یک شکل به شکل دیگر تبدیل شود.
قانون پایستگی انرژی بر اساس اصل حفظ جرم و انرژی در فیزیک نیوتنی استوار است. بر اساس این قانون، انرژی میتواند به شکلهای مختلفی وجود داشته باشد، مانند انرژی حرکتی، انرژی پتانسیل، انرژی حرارتی، انرژی شیمیایی و غیره. اما مجموع انرژی در یک سیستم بسته همیشه ثابت است و نمیتواند تغییر کند.
به عنوان مثال، در یک سیستم مکانیکی ساده مانند یک توپی که از ارتفاعی رها میشود، انرژی قبل از رها شدن به صورت انرژی پتانسیل و انرژی جنبشی است. با سقوط توپ، انرژی پتانسیل کاهش مییابد و به انرژی جنبشی تبدیل میشود. اگر فرض کنیم که هیچ نیروهای خارجی مانند اصطکاک و هوا مورد نظر نیستند، انرژی کل سیستم در طول سقوط توپ ثابت خواهد ماند.
در فیزیک، قانون پایستگی انرژی میتواند به صورت ریاضی بیان شود. بر اساس قانون نیوتن دوم، که میگوید نیرو برابر است با جمع تغییرات انرژی کینتیک و پتانسیل، میتوان نتیجه گرفت که انرژی میتواند به شکلهای مختلف تبدیل شود، اما مجموع انرژی همیشه ثابت است.
از قانون پایستگی انرژی در مسائل مختلف فیزیکی استفاده میشود، از جمله در مسایل مکانیک، الکتریسیته و مغناطیس، حرارت و ترمودینامیک، اپتیک و فیزیک ذرات میتوان از این قانون استفاده کرد. این قانون به عنوان یکی از اصول اساسی و مهم فیزیک شناخته شده است و در توصیف و تحلیل مسائل فیزیکی به طور گسترده استفاده میشود.
بنابراین، قانون پایستگی انرژی یکی از اصول اساسی فیزیک است که میگوید که در یک سیستم بسته، انرژی همیشه ثابت است و نمیتوان آن را از بین برد یا ایجاد کرد. این قانون در توصیف و تحلیل مسائل فیزیکی به طور گسترده استفاده میشود و از اهمیت بسیاری برخوردار است.