式(2-32)表明 在外力和非保守内力都不作功或所作功的代数和为零的情况下 系统内质点的动能和势能可以互相转换 但它们的总和 即系统的机械能保持恒定。这个结论称为机械能守恒定律。
值得注意的是 只有当外力和非保守内力不存在 或不作功 或两者所作功的代数和为零时 系统的机械能才守恒。但在实际问题中 这个条件并不能严格满足。因为物体在运动时 总要受到空气阻力和摩擦力的作用 它们都属于非保守力 并始终要作功 因而系统的机械能要改变。如果系统的机械能改变量比起系统的机械能总量小得多 改变量可以忽略 则可利用机械能守恒定律来处理之。
在机械运动范围内 能量的形式只是动能和势能 即机械能。但是物质的运动形态除机械运动外 还有热运动 电磁运动 原子、原子核和粒子运动 化学运动以及生命运动等。某种形态的能量 就是这种运动形态存在的反映。与这些运动形态相对应 也存在热能 电磁能 核能 化学能 以及生物能等各种形态的能量。大量事实表明 不同形态的能量之间 可以彼此转换。在系统的机械能减少或增加的同时 必然有等量的其他形态的能量增加或减少 而系统的机械能和其他形态能量的总和是恒定的。所以说 能量不会消失 也不会产生 只能从一种形态转换为另一种形态。这个结论称为能量守恒定律。根据这个定律 对于一个与外界没有能量交换的孤立系统来说 无论在这个系统内发生何种变化 各种形态的能量可以互相转换 但能量的总和始终保持不变。
能量守恒定律的确立 使大家能够更深刻地理解功的意义。根据这个定律 当一个系统的能量发生变化时 必定伴随着另一些系统能量的变化 以使这个系统与另一些系统的能量之和保持恒定。所以在对一个系统作功而引起这个系统的能量变化时 实际上是这个系统与其他系统之间发生了能量的传递 所传递的能量在数值上就等于对该系统所作的功。由此可见 功是能量传递的量度。
对一个系统所作的功不是凭空造出来的。如果对系统作正功 使系统能量增加 则此功是以这个系统以外其他系统的能量减少为代价的；如果对系统作负功 使系统能量减少 则此功必定引起这个系统以外其他系统的能量增加。所以 作功的过程是至少有两个系统(或物体)能量发生变化的过程。从这个观点看 要制作只对某个系统作功 而不使自身或另一个系统的能量发生变化的所谓第一类永动机 是不可能的。
能量守恒定律是总结了无数实验事实建立起来的 它是物理学中具有最大普遍性的定律之一 也是整个自然界都遵从的普遍规律 机械能守恒定律只是它在力学范围内的一个特例。