احسب الطاقة الوضعية الجاذبية والكتلة والارتفاع أو السرعة فورًا. حاسبة فيزياء مجانية عبر الإنترنت لمسائل الطاقة.
تتيح لك حاسبة الطاقة الوضعية الجاذبية تحديد الطاقة المخزنة التي يمتلكها جسم بسبب موضعه فوق ارتفاع مرجعي فورًا، باستخدام معادلة PE = mgh. أدخل قيمتين من القيم الثلاث — الكتلة أو الارتفاع أو الطاقة الوضعية — وستحل الحاسبة القيمة المفقودة، باستخدام تسارع الجاذبية الأرضية القياسي 9.81 م/ث² (قابل للتعديل لكواكب وأقمار أخرى).
الطاقة الوضعية الجاذبية هي واحدة من أكثر المفاهيم أساسية في الميكانيكا الكلاسيكية: فهي تمثل الطاقة المخزنة بسبب الموضع بدلاً من الحركة. كتاب على رف عالٍ، أو ماء محتجز خلف سد، أو عربة أفعوانية في قمة تلة، كلها تمتلك طاقة وضعية يمكن أن تتحول إلى طاقة حركية — طاقة الحركة — بينما تسقط أو تنزل. هذا التفاعل بين الطاقة الوضعية والحركية، المحكوم بحفظ الطاقة، يفسر كل شيء من سبب تأرجح البندول ذهابًا وإيابًا إلى كيفية توليد السدود الكهرومائية للطاقة.
هذه الحاسبة مفيدة في العديد من السياقات: يستخدمها طلاب الفيزياء لحل مسائل حفظ الطاقة، ويستخدمها المهندسون لتقدير الطاقة المنطلقة من الأجسام الساقطة أو أنظمة المياه المخزنة، ويستخدم محللو الطاقة المتجددة حسابات مماثلة لتقييم إمكانات منشآت الطاقة الكهرومائية بالضخ والتخزين.
تُرفع حقيبة ظهر تزن 15 كجم إلى رف على ارتفاع مترين فوق الأرض. باستخدام PE = mgh: PE = 15 × 9.81 × 2 = 294.3 ج. هذا هو مقدار الطاقة المخزنة في الموضع المرتفع للحقيبة، والتي ستتحول إلى طاقة حركية إذا سقطت.
تمثل قيمة الطاقة الوضعية التي تنتجها هذه الحاسبة الطاقة المخزنة بالنسبة إلى ارتفاع المرجع الذي اخترته — عادة الأرض أو موضع بداية الجسم. هذا ليس مقياسًا مطلقًا؛ يمكن أن يكون لنفس الجسم عند نفس الارتفاع قيم طاقة وضعية مختلفة اعتمادًا على نقطة المرجع التي تختارها. عند مقارنة نتيجتك بالجدول المرجعي، لاحظ أن الطاقة الوضعية تتناسب خطيًا مع كل من الكتلة والارتفاع — مضاعفة أي منهما تضاعف الطاقة الوضعية، على عكس الطاقة الحركية التي تتناسب مع مربع السرعة. إذا كنت تحسب الطاقة الوضعية لأجسام على أجرام سماوية أخرى، تذكر أن ضبط قيمة الجاذبية يغير النتيجة بشكل متناسب — نفس الكتلة والارتفاع سينتجان طاقة وضعية مختلفة جدًا على القمر مقارنة بالأرض أو المشتري.
أدخل قيمتين من الكتلة أو الارتفاع أو الطاقة الوضعية، واترك الثالثة فارغة — ستحسب الحاسبة القيمة المفقودة باستخدام PE = mgh. اضبط الجاذبية لكواكب أخرى.
| السيناريو | الكتلة | الارتفاع | الطاقة الوضعية |
|---|---|---|---|
| كتاب على رف | 1 kg | 1.5 m | 14.72 J |
| حقيبة ظهر رُفعت إلى طاولة | 10 kg | 1 m | 98.1 J |
| شخص يصعد درجًا | 70 kg | 3 m | 2060.1 J |
| خزان مياه على برج | 1000 kg | 10 m | 98100 J |
| مقصورة مصعد ترتفع 50 م | 800 kg | 50 m | 392400 J |