คำนวณพลังงานศักย์โน้มถ่วง มวล ความสูง หรือความเร็วได้ทันที เครื่องคำนวณฟิสิกส์ออนไลน์ฟรีสำหรับปัญหาพลังงาน
เครื่องคำนวณพลังงานศักย์โน้มถ่วงช่วยให้คุณสามารถกำหนดพลังงานสะสมที่วัตถุมีเนื่องจากตำแหน่งของมันเหนือความสูงอ้างอิงได้ทันที โดยใช้สูตร PE = mgh ป้อนค่าสองในสามค่า — มวล ความสูง หรือพลังงานศักย์ — และเครื่องคำนวณจะแก้หาค่าที่ขาดหายไป โดยใช้ความเร่งโน้มถ่วงมาตรฐานของโลกที่ 9.81 ม./วิ.² (ปรับได้สำหรับดาวเคราะห์และดวงจันทร์อื่น)
พลังงานศักย์โน้มถ่วงเป็นหนึ่งในแนวคิดพื้นฐานที่สุดในกลศาสตร์คลาสสิก: มันแสดงถึงพลังงานที่สะสมโดยอาศัยตำแหน่งมากกว่าการเคลื่อนที่ หนังสือบนชั้นวางสูง น้ำที่กักเก็บไว้หลังเขื่อน หรือรถไฟเหาะที่ยอดเขา ล้วนมีพลังงานศักย์ที่สามารถเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์ — พลังงานของการเคลื่อนที่ — เมื่อมันตกลงมาหรือลดระดับลง ปฏิสัมพันธ์ระหว่างพลังงานศักย์และพลังงานจลน์นี้ ซึ่งควบคุมโดยการอนุรักษ์พลังงาน อธิบายทุกสิ่งตั้งแต่เหตุผลที่ลูกตุ้มแกว่งไปมาจนถึงวิธีที่เขื่อนไฟฟ้าพลังน้ำผลิตพลังงาน
เครื่องคำนวณนี้มีประโยชน์ในหลายบริบท: นักเรียนฟิสิกส์ใช้เพื่อแก้ปัญหาการอนุรักษ์พลังงาน วิศวกรใช้เพื่อประมาณพลังงานที่ปล่อยออกมาจากวัตถุที่ตกหรือระบบน้ำที่สะสม และนักวิเคราะห์พลังงานหมุนเวียนใช้การคำนวณที่คล้ายกันเพื่อประเมินศักยภาพของโรงไฟฟ้าพลังน้ำแบบสูบกลับ
กระเป๋าเป้น้ำหนัก 15 กก. ถูกยกขึ้นไปบนชั้นวางสูง 2 เมตรจากพื้น โดยใช้ PE = mgh: PE = 15 × 9.81 × 2 = 294.3 J นี่คือปริมาณพลังงานที่สะสมในตำแหน่งที่สูงขึ้นของกระเป๋าเป้ ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์หากมันตกลงมา
ค่าพลังงานศักย์ที่เครื่องคำนวณนี้ให้มาแสดงถึงพลังงานที่สะสมเทียบกับความสูงอ้างอิงที่คุณเลือก — โดยปกติคือพื้นดินหรือตำแหน่งเริ่มต้นของวัตถุ นี่ไม่ใช่การวัดแบบสัมบูรณ์ วัตถุเดียวกันที่ความสูงเดียวกันอาจมีค่าพลังงานศักย์ที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับจุดอ้างอิงที่คุณเลือก เมื่อเปรียบเทียบผลลัพธ์ของคุณกับตารางอ้างอิง โปรดสังเกตว่าพลังงานศักย์แปรผันเชิงเส้นกับทั้งมวลและความสูง — การเพิ่มค่าใดค่าหนึ่งเป็นสองเท่าจะทำให้พลังงานศักย์เพิ่มเป็นสองเท่า ต่างจากพลังงานจลน์ที่แปรผันตามกำลังสองของความเร็ว หากคุณกำลังคำนวณพลังงานศักย์สำหรับวัตถุบนวัตถุท้องฟ้าอื่น โปรดจำไว้ว่าการปรับค่าแรงโน้มถ่วงจะเปลี่ยนผลลัพธ์ตามสัดส่วน — มวลและความสูงเดียวกันจะให้พลังงานศักย์ที่แตกต่างกันมากบนดวงจันทร์เมื่อเทียบกับโลกหรือดาวพฤหัสบดี
ป้อนสองค่าจากมวล ความสูง หรือพลังงานศักย์ และเว้นค่าที่สามว่างไว้ — เครื่องคำนวณจะแก้หาค่าที่ขาดหายไปโดยใช้ PE = mgh ปรับแรงโน้มถ่วงสำหรับดาวเคราะห์อื่น
| สถานการณ์ | มวล | ความสูง | พลังงานศักย์ |
|---|---|---|---|
| หนังสือบนชั้นวาง | 1 kg | 1.5 m | 14.72 J |
| กระเป๋าเป้ที่ยกขึ้นบนโต๊ะ | 10 kg | 1 m | 98.1 J |
| คนที่กำลังขึ้นบันได | 70 kg | 3 m | 2060.1 J |
| ถังเก็บน้ำบนหอคอย | 1000 kg | 10 m | 98100 J |
| ห้องลิฟต์ที่ขึ้นไป 50 ม. | 800 kg | 50 m | 392400 J |