重力势能计算器
这款重力势能计算器使用公式 PE = m × g × h 计算重力势能,其中 PE 是能量,m 是质量,g 是重力加速度,h 是相对参考点的高度。它专为学生、教师以及任何需要用质量、重力和高度求解物理题的人打造。
与只能单向计算的工具不同,本工具可以求解四个变量中的任意一个。把能量、质量、重力或高度设为未知量,填入其余三个,答案立即显示。这样一来,既能轻松算出某高度处储存的能量,也能反过来求出达到目标能量所需的高度。
它支持多种单位制,并内置八个天体的一键重力预设,让你能对比从地球到月球、火星乃至更远处,重力势能是如何变化的。
如何使用重力势能计算器
选择要求解的对象
用求解对象按钮选定未知量:能量(PE)、质量(m)、重力(g)或高度(h)。计算器求解该项时,对应的输入框会被锁定。
输入已知数值
填入其余三个字段,并在各自的下拉菜单中为它们选择单位。计算器会在后台把所有数值换算成 SI 基本单位。
设置重力(可选)
重力默认取地球的 9.81 m/s²。点击任一行星预设即可切换天体,或自行输入一个自定义数值。
查看计算结果
答案会随你输入实时更新,旁边的公式卡片会展示代入 PE = mgh 后你的实际数值。展开单位换算即可看到结果在每个支持单位下的数值。
功能特点
多变量求解
求解 PE = mgh 中的任意变量 — 能量、质量、重力或高度。选定未知量,填入其余三个,即得答案。
能量单位
可使用焦耳、千焦、卡路里、千卡、瓦时、千瓦时、电子伏、英尺·磅或 BTU。
质量单位
质量可输入千克、克、毫克、磅、盎司或吨 — 全部自动换算。
高度单位
高度可按米、厘米、千米、英尺、英寸、码或英里来设置,贴合你的题目。
行星重力预设
一键设置地球、月球、火星、木星、金星、土星、水星和海王星的重力,畅游整个太阳系。
公式展示
展示代入真实数值后的完整算式,让运算过程一目了然、便于核对。
单位换算表
展开可折叠的表格,一次性查看结果在每个可用单位下的数值。
能量对比
求解能量时,柱状图会把你的结果与日常事物并排对比 — 从苹果下落 1 m 到跳伞者在 4000 m 高空。
实时计算
随你输入或更改单位,结果即时重新计算 — 无需点击任何计算按钮。
常见问题
重力势能公式(PE = mgh)是什么?
重力势能是物体因在重力场中的位置而具有的能量。公式为 PE = m × g × h — 质量乘以重力加速度再乘以相对参考点的高度。三者相乘即得到以焦耳为单位的能量。
如何计算重力势能?
把求解对象保持为能量,输入物体的质量和高度,并确认重力数值(地球上为 9.81 m/s²)。计算器会计算 m × g × h 并显示重力势能,下方还附有完整算式和单位换算。
重力势能用什么单位度量?
能量的 SI 单位是焦耳(J),与之配套的质量用千克、高度用米。你可以输入任何支持的单位,计算器会自动换算 — 换算表还会把结果以千焦、卡路里、瓦时、电子伏、BTU 等单位一并显示。
如何由重力势能反求高度或质量?
把求解对象切换为高度或质量,再输入已知的能量及其余两个数值。计算器会替你变形 PE = mgh — 高度为 PE ÷ (m × g),质量为 PE ÷ (g × h) — 并显示结果。
g 应该取多少?
在地球表面,重力加速度约为 9.81 m/s²,这也是默认值。对于其他天体,可点击行星预设(月球 1.62、火星 3.72、木星 24.79 等),或输入任意自定义数值。
势能和动能有什么区别?
势能是基于位置(高度)储存的能量,而动能是运动的能量(取决于速度)。物体下落时,势能会转化为动能。本工具专注于重力势能。
为什么我的结果显示为科学计数法?
非常大或非常小的数会以科学计数法显示(例如 1.234e+10),以便保持可读性。使用电子伏这类极端单位时,这种情况很常见。
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