重力位能計算機

用 PE = mgh 快速算出重力位能。輸入質量、高度和重力加速度後,就能立刻得到以 J 表示的結果。

kg
m
m/s²
範例

計算結果:PE = 2 × 9.81 × 1.5 = 29.43 J

势能
29.43 J

儲存的能量偏小,像是放在低書架上的一本書。這裡是以你設定的參考基準上方高度來看,通常會以地面當作基準。

這是基於公式的估算工具。它假設重力場近似恆定,不處理軌道尺度、高度變化很大的情形或結構安全。

有幫助嗎?

範例

計算方式

公式

PE=mghPE = m \cdot g \cdot h

變數

PEPE

PE 表示這個科學公式中的一個輸入量、中間量或結果量。(J)

mm

質量(kg)

gg

重力加速度(m/s²)

hh

高度(m)

輸入質量(kg)與高度(m),也可以視需要調整重力加速度,預設為地球的 9.81 m/s²。計算機會用 PE = mgh 直接算出結果,並以 J 顯示。

重力位能是物體因位在重力場中的某個高度而具有的能量,也可理解為物體從參考高度移動到目前位置時,均勻重力場理論上能對它做的功。當高度相對於天體半徑很小時,重力場可近似視為固定不變,因此 PE = m·g·h;本計算機會把你輸入的三個數值相乘,算出相對於所選基準點所儲存的能量。

常見問題

01什麼是重力位能?
重力位能是物體因為位在重力場中的位置而具有的能量。它等於質量、重力加速度與高度的乘積,也就是 PE = mgh。
02位能的單位是什麼?
當質量用 kilograms (kg)、重力加速度用 m/s²、高度用 metres (m) 表示時,位能的單位就是 joules (J)。
03為什麼預設重力值是 9.81?
9.81 m/s² 是地球表面的標準重力加速度。如果要改算其他天體,可以自行輸入對應數值,例如月球用 1.62 m/s²,火星用 3.71 m/s²。
04位能可以是負的嗎?
可以。如果高度是負值,也就是低於你設定的參考點,結果就可能是負的。參考高度本來就可以自行決定,真正重要的是位能的變化。
05動能和位能有什麼關係?
在保守系統中,總機械能(KE + PE)會維持不變。物體下落時,PE 會轉成 KE;到達最高點時,PE 最大,而 KE 為零。

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