物体の質量を m,速度を v,微小時間 dt の間の速度の微小変化を dv,その間の加速度を a とすると,
m v dv
= m v a dt
ここで m a は物体に働く力(f)なので
= f v dt
v dt は変位(dx)なので
= f dx.
これは物体になされた仕事ですから,その分だけ物体の運動エネルギーは変化します.
よって
m v dv = f dx
を v = vo → v,x = xo → x で積分すると,左辺は運動エネルギー(K)の変化量であり,右辺はその間になされた仕事(W)ということになります.
∫<vo→v> m v dv = (m/2)(v^2 - vo^2),
∫<xo→x> f dx = W
なので
(m/2)(v^2 - vo^2) = W.
運動エネルギーの基準を v = 0 で K = 0 とすると,
K = (m/2)v^2
とすることができます.