Калькулятор потенциальной энергии
Потенциальная энергия, высота или масса по формуле E = mgh.
Заполните поля — результат появится здесь автоматически.
Оцените изменение энергии при подъёме груза относительно выбранного нулевого уровня или найдите высоту и массу обратным расчётом. Здесь E = mgh — модель постоянного земного g, а не энергия орбиты, пружины или электрического поля. Для двух положений важна разность высот. Положительная энергия не гарантирует, что её всю удастся превратить в полезную работу: потери и КПД не учтены.
Как считается
Формула и логика
E = m · 9,80665 · h; h = E/(m · 9,80665); m = E/(9,80665 · h). g — стандартное ускорение, не измеренное местное значение. Расчёт подходит для небольших по сравнению с радиусом Земли изменений высоты; масса положительна в прямом расчёте.
Пример
5 кг × 9,80665 м/с² × 10 м = 490,3325 Дж → 490,33 Дж на экране. Обратно 490,3325 Дж при массе 5 кг дают 10 м. 98,0665 Дж на высоте 2 м соответствуют 5 кг; для обратного расчёта вводите неокруглённую энергию.
Поля и единицы
- Что нужно найти — вариант из списка
- Масса — kg
- Высота — m
- Энергия — J
- Масса — kg
- Энергия — J
- Высота — m
Как пользоваться
- — Выберите энергию, высоту или массу: в каждом режиме нужны две оставшиеся величины.
- — Введите массу в кг, высоту в м, энергию в Дж. Для подъёма используйте вертикальную разность высот, не длину лестницы или склона.
- — Этот интерфейс принимает неотрицательные высоты и энергии относительно выбранного уровня. Для поиска массы высота должна быть больше нуля.
Методика и ограничения
- Методика расчёта
- Формула и логика
- Источник данных или нормы
- OpenStax: потенциальная энергия при постоянном g и выбранном нулевом уровне JCGM/BIPM: условное стандартное ускорение 9,80665 м/с²
- Ограничение
- Модель E = mgh с постоянным стандартным g. Отрицательные уровни, местная гравитация и КПД не задаются.
FAQ
Нужна высота над морем?
Только если уровень моря выбран нулём. Для груза, поднятого с пола на полку, нужна разность высот между полом и полкой.
Что означает нулевая энергия?
При положительной массе и нулевой высоте E = 0 относительно выбранного уровня. Это не отсутствие всех видов энергии у тела.
Можно ли оценить мощность подъёмника?
E даёт идеальную работу подъёма. Для средней полезной мощности разделите её на время; потребляемую мощность дополнительно увеличивают потери, которых здесь нет.
Можно ли заменить стандартное g местным значением?
В этом интерфейсе g фиксировано: 9,80665 м/с². Местное ускорение зависит от положения и высоты, поэтому расчёт не является геодезическим измерением. Если в задаче дано другое g, используйте E = mgh с этим значением отдельно.