机械能是物理学中的一个基本概念，它指的是物体由于其运动或形变而具有的能量。机械能主要包括动能和势能两种形式，这两种能量在一定条件下可以相互转化，但它们的总和在没有外力做功的情况下保持不变，这一原理被称为机械能守恒定律。

动能

动能是指物体由于其运动而具有的能量。任何具有质量并处于运动状态的物体都拥有动能。动能的大小与物体的质量以及速度的平方成正比。用公式表示为：\[E_k = \frac{1}{2}mv^2\]，其中\(E_k\)代表动能，\(m\)是物体的质量，\(v\)是物体的速度。

势能

势能是指物体由于其位置或形变而具有的能量。最常见的势能类型包括重力势能和弹性势能。重力势能是由物体的位置决定的，通常在地球表面附近的物体，其重力势能的大小与物体的质量、地球的重力加速度以及物体相对于参考点的高度有关。弹性势能则是由物体的形变产生的，如弹簧被压缩或拉伸时储存的能量。势能的表达式根据具体类型有所不同，但一般而言，势能的增加意味着物体的机械能增加。

机械能守恒

在没有非保守力（如摩擦力）做功的理想情况下，一个系统的总机械能（动能加势能）保持不变。这意味着在一个封闭系统中，动能和势能之间可以互相转换，但它们的总和不会改变。例如，当一个小球从高处自由落下时，它的重力势能逐渐转化为动能，直到触地瞬间，所有势能都转化为了动能。反之，如果小球向上抛出，在没有空气阻力的理想情况下，它将上升到初始高度，此时动能全部转化回了势能。

机械能在日常生活中有着广泛的应用，从简单的摆钟到复杂的机械设备，都是机械能转换和利用的实例。理解机械能的概念对于学习更高级的物理知识，以及解决实际工程问题都至关重要。