Oblicz grawitacyjną energię potencjalną, masę, wysokość lub prędkość natychmiast. Darmowy internetowy kalkulator fizyczny dla problemów energetycznych.
Kalkulator grawitacyjnej energii potencjalnej pozwala natychmiast określić energię zmagazynowaną, jaką posiada obiekt ze względu na swoją pozycję nad wysokością odniesienia, używając wzoru PE = mgh. Wprowadź dwie z trzech wartości — masę, wysokość lub energię potencjalną — a kalkulator obliczy brakującą wartość, używając standardowego przyspieszenia grawitacyjnego Ziemi wynoszącego 9,81 m/s² (możliwość dostosowania dla innych planet i księżyców).
Grawitacyjna energia potencjalna jest jednym z najbardziej fundamentalnych pojęć w mechanice klasycznej: reprezentuje energię zmagazynowaną dzięki pozycji, a nie ruchowi. Książka na wysokiej półce, woda zatrzymana za tamą, czy wagonik kolejki górskiej na szczycie wzgórza — wszystkie posiadają energię potencjalną, która może przekształcić się w energię kinetyczną — energię ruchu — gdy spadają lub opadają. Ta interakcja między energią potencjalną a kinetyczną, rządzona przez zachowanie energii, wyjaśnia wszystko, od tego, dlaczego wahadło kołysze się tam i z powrotem, po to, jak zapory wodne wytwarzają energię elektryczną.
Ten kalkulator jest przydatny w wielu kontekstach: studenci fizyki używają go do rozwiązywania problemów z zachowania energii, inżynierowie używają go do szacowania energii uwalnianej przez spadające obiekty lub zmagazynowane systemy wodne, a analitycy energii odnawialnej używają podobnych obliczeń do oceny potencjału elektrowni szczytowo-pompowych.
Plecak o masie 15 kg jest podnoszony na półkę 2 metry nad podłogą. Korzystając z PE = mgh: PE = 15 × 9,81 × 2 = 294,3 J. To ilość energii zmagazynowanej w podniesionej pozycji plecaka, która przekształciłaby się w energię kinetyczną, gdyby spadł.
Wartość energii potencjalnej wytworzona przez ten kalkulator reprezentuje energię zmagazynowaną względem wybranej wysokości odniesienia — zazwyczaj podłoża lub pozycji startowej obiektu. Nie jest to miara absolutna; ten sam obiekt na tej samej wysokości może mieć różne wartości energii potencjalnej w zależności od wybranego punktu odniesienia. Porównując swój wynik z tabelą referencyjną, zauważ, że energia potencjalna skaluje się liniowo zarówno z masą, jak i wysokością — podwojenie jednej z nich podwaja energię potencjalną, w przeciwieństwie do energii kinetycznej, która skaluje się z kwadratem prędkości. Jeśli obliczasz energię potencjalną dla obiektów na innych ciałach niebieskich, pamiętaj, że dostosowanie wartości grawitacji proporcjonalnie zmienia wynik — ta sama masa i wysokość dadzą bardzo różną energię potencjalną na Księżycu w porównaniu z Ziemią lub Jowiszem.
Wprowadź dwie z wartości: masa, wysokość lub energia potencjalna, i pozostaw trzecią pustą — kalkulator obliczy brakującą wartość za pomocą PE = mgh. Dostosuj grawitację dla innych planet.
| Scenariusz | Masa | Wysokość | Energia Potencjalna |
|---|---|---|---|
| Książka na półce | 1 kg | 1.5 m | 14.72 J |
| Plecak podniesiony na stół | 10 kg | 1 m | 98.1 J |
| Osoba wchodząca po schodach | 70 kg | 3 m | 2060.1 J |
| Zbiornik wody na wieży | 1000 kg | 10 m | 98100 J |
| Kabina windy wznosząca się o 50 m | 800 kg | 50 m | 392400 J |