Sitio de herramientas SAS con miles de herramientas y calculadoras SAS útiles
Calculadora de energía potencial gravitacional
Рассчитайте потенциальную энергию объекта на различных высотах и небесных телах
Результаты расчёта
Tabla de contenido
Каждый предмет, поднятый над землёй, обладает невидимым запасом энергии. Кирпич на крыше небоскрёба, яблоко на ветке или вы сами, стоя на вершине горы, — все мы находимся под воздействием гравитации, готовой совершить работу. Наш Calculadora de energía potencial gravitacional — это точный онлайн-инструмент, который превращает абстрактные законы физики в понятные цифры.
Используя фундаментальную формулу E = mgh, сервис мгновенно вычисляет, сколько джоулей энергии накопил объект в зависимости от его массы, высоты и планеты пребывания.
Зачем вам этот инструмент?
Реальная физика за секунды: Не нужно искать справочники и вспоминать уроки. Введите данные и получите расчёт в джоулях, килоджоулях и калориях.
Космические масштабы: Хотите узнать, насколько «тяжелее» энергетически стать на поверхность Юпитера или как легко подпрыгнуть на Луне? Переключайтесь между небесными телами одним кликом.
Безопасность и анализ: Инструмент не только считает энергию, но и визуализирует подъём, а также оценивает скорость возможного падения, что критически важно для инженеров, строителей и любителей экстремального спорта.
Это незаменимый помощник для решения учебных задач, проектирования безопасных конструкций или просто удовлетворения научного любопытства.
Подробная инструкция по использованию веб-инструмента
Мы создали интерфейс максимально чистым и понятным. Следуйте этому алгоритму для получения корректных результатов.
Шаг 1: Укажите массу
В поле «Масса объекта» введите вес тела в килограммах (кг).
Ручной ввод: Впишите точное число. Если используете дробные значения, обратите внимание на разделитель (точка или запятая, в зависимости от настроек вашего устройства).
Быстрые пресеты: Нажмите на одну из кнопок под полем (например, «Рюкзак» или «Человек»), чтобы автоматически подставить усреднённые значения.
Нюанс: Масса должна быть строго больше нуля.
Шаг 2: Задайте высоту
В поле «Высота над поверхностью» укажите расстояние в метрах (м) от нулевой точки до центра тяжести объекта.
Для расчёта падения со стола подойдут значения вроде 0,8 o 1.
Для высотных зданий или гор используйте целые числа (например, 324 для Эйфелевой башни).
Шаг 3: Выберите гравитацию (Небесное тело)
В блоке «Выберите небесное тело» активируйте нужную радио-кнопку.
По умолчанию стоит Земля (g ≈ 9,81 м/с²).
Выбор другой планеты (Луна, Марс, Венера, Юпитер, Сатурн) автоматически меняет коэффициент ускорения свободного падения в формуле. Это позволяет моделировать физику других миров.
Шаг 4: Получите результат
Нажмите кнопку «⚡ Рассчитать энергию».
Скрипт мгновенно обработает данные и выведет:
Точное значение энергии в Джоулях (Дж) и Килоджоулях (кДж).
Эквивалент в калориях (обратите внимание: это физические калории, о разнице с пищевыми читайте в FAQ).
Визуализацию положения объекта.
Практические рекомендации, сравнивающие вашу энергию с реальными жизненными ситуациями.
Серия примеров использования веб-инструмента
Рассмотрим, как этот калькулятор помогает решать конкретные задачи в разных сферах.
Пример 1: Оценка безопасности на стройке
Formulación del problema: Прораб хочет объяснить рабочим, почему падение даже лёгкого инструмента с высоты 10-го этажа смертельно опасно.
Действия:
Масса: вводим 0,5 кг (вес тяжелого гаечного ключа или молотка).
Высота: вводим 30 метров (примерная высота 9–10 этажа).
Планета: Земля.
Resultado: Калькулятор показывает 147,10 Дж. Скорость при ударе составит 24,3 м/с (около 87 км/ч).
Вывод: Энергия удара точечным предметом на такой скорости сопоставима с пулей травматического пистолета. Это наглядно доказывает необходимость ношения касок и закрепления инструментов.
Пример 2: Фитнес и биомеханика
Formulación del problema: Спортсмен весом 80 кг запрыгивает на тумбу (кроссфит) и хочет знать «чистую» работу, совершённую против гравитации.
Действия:
Mass: 80 кг.
Altura: 0,6 метра (стандартная высота тумбы).
Планета: Земля.
Resultado: Потенциальная энергия в верхней точке — 470,72 Дж. В калориях инструмент покажет 112,5 кал.
Вывод: Важно понимать, что 112,5 кал — это малые физические калории. В пищевых килокалориях (ккал) это всего лишь 0,11 ккал. Однако человеческое тело работает с КПД около 20–25%, поэтому реально организм сожжёт в 4–5 раз больше топлива, но полезная работа гравитации остаётся именно такой.
Пример 3: Научная фантастика (Колония на Марсе)
Formulación del problema: Автор книги пишет сцену, где груз падает с крана на марсианской базе, и нужно понять масштаб разрушений.
Действия:
Масса груза: 1000 кг (контейнер).
Altura: 10 метров.
Планета: Марс (g = 3,71 м/с²).
Resultado: Энергия равна 37 100 Дж (37,1 кДж).
Вывод: Для сравнения, на Земле это было бы 98 066 Дж. На Марсе разрушительная сила того же падения будет почти в 2,7 раза меньше. Это позволяет автору описать, что контейнер помялся, но не пробил обшивку жилого модуля насквозь.
Сравнительная таблица: Человек на разных планетах
Как меняется потенциальная энергия человека массой 70 кг, поднявшегося на высоту 10 метров (условная крыша трёхэтажного дома), в зависимости от выбранного небесного тела?
| Небесное тело | Ускорение (g), м/с² | Потенциальная энергия (Дж) | Ощущения и сравнение |
| Земля | 9,81 | 6 865 Дж | Базовая нагрузка. Падение с такой высоты гарантирует тяжёлые травмы. |
| Луна | 1,62 | 1 134 Дж | В 6 раз меньше. Энергетически эквивалентно падению с высоты 1,6 метра на Земле (прыжок со стула). |
| Марс | 3,71 | 2 597 Дж | 38% от земной. Ощущается как падение со второго этажа на Земле — опасно, но шансов выжить больше. |
| Венера | 8,87 | 6 209 Дж | Почти как на Земле (90%). Разница едва заметна без приборов. |
| Сатурн | 10,44 | 7 308 Дж | Чуть больше земной. Несмотря на то, что это газовый гигант, «поверхностная» гравитация близка к нашей. |
| Юпитер | 24,79 | 17 353 Дж | В 2,5 раза больше. Колоссальная энергия. Любое падение даже с малой высоты будет фатальным из-за чудовищного ускорения. |
Что такое физическая калория и чем она отличается от пищевой?
Наш инструмент показывает физические калории (cal). В диетологии и на этикетках продуктов используются килокалории (ккал или kcal). 1 ккал = 1000 физических калорий. Если калькулятор показывает 5000 кал, это равно 5 ккал.
Зависит ли потенциальная энергия от пути подъёма?
Нет. В поле гравитации важна только разница высот между начальной и конечной точкой. Неважно, подняли вы камень вертикально или закатили его по длинному пологому пандусу — запасённая энергия будет одинаковой (E = mgh).
Почему в списке нет Плутона?
В данном инструменте представлены только основные небесные тела с наиболее изученной и стабильной гравитацией, включённые в программный код калькулятора. Плутон имеет очень низкую гравитацию (около 0,62 м/с²), что дало бы ничтожно малые значения энергии.
Учитывает ли калькулятор сопротивление воздуха?
Нет, расчёт производится для идеальных условий вакуума. В реальности при падении с большой высоты сопротивление воздуха (аэродинамика) снизит конечную скорость и энергию удара, особенно для лёгких и объёмных предметов (как перо или парашютист).
Что означает «g» в формуле?
Это ускорение свободного падения. Оно показывает, насколько быстро увеличивается скорость объекта каждую секунду при падении. На Земле это примерно 9,8 метра в секунду за секунду. Чем массивнее планета, тем, как правило, больше это число.
Можно ли использовать этот калькулятор для расчёта удара автомобиля?
Да, но с оговорками. Калькулятор покажет энергию, которую авто накопило бы, упав с высоты. Если вы хотите рассчитать энергию движущегося по дороге авто, вам нужен калькулятор кинетической энергии (
mv2/2). Однако результаты часто сопоставимы: врезаться в стену на скорости 50 км/ч — это примерно то же самое, что упасть носом вниз с 3-го этажа.
Влияет ли форма объекта на потенциальную энергию?
Формула E = mgh учитывает только массу и высоту центра тяжести. Форма объекта не влияет на запас энергии, но она критически важна для аэродинамики при падении.
Что произойдёт с энергией, когда предмет упадёт?
Согласно закону сохранения, потенциальная энергия не исчезает. В процессе падения она переходит в кинетическую (энергию движения). В момент удара о землю она трансформируется в тепло, звук и деформацию (разрушение) предмета и поверхности.
