ForHosting KIT · الهندسة والبناء

حاسبة الطاقة الكلية للتوافقي

نابض ثابته 200 نيوتن لكل متر يهتز بسعة 0.1 م يختزن 1 جول من الطاقة الكلية، وهي نفسها في كل لحظة من الدورة. أدخل ثابت النابض والسعة لتحصل على هذه الطاقة المحفوظة بالجول دون الحاجة إلى الكتلة. مجانية في متصفحك.

مجاني
يعمل في متصفحك
دون تسجيل
بياناتك لا تغادر جهازك

شغّل الأداة مجانًا اطّلع على الـAPI

استخدمها من الويبAPIالبريدTelegramالتطبيق قريبًا

مثال محلول

إذا أدخلت

K: 200
السعة: 0.1

تحصل على

الطاقة: 1 J
الدقة: 10

تحسب هذه الأداة الطاقة الميكانيكية الكلية لاهتزاز توافقي بسيط مثالي غير مخمّد لنظام كتلة-نابض عندما تعرفون ثابت النابض وسعة الاهتزاز. الصيغة المغلقة هي أن E تساوي نصف k مضروبًا في A تربيع، وهي النتيجة التمهيدية المعيارية في واجبات الميكانيكا ومسائل حفظ الطاقة وفحوصات الدرجة الأولى على المتذبذبات الخطية. عندما يُعطى ثابت النابض بالنيوتن لكل متر والسعة بالمتر، تُبلَّغ النتيجة بالجول؛ وأي زوج متسق من قوة لكل طول وطول يعمل بالطريقة نفسها. في النموذج المثالي تبقى هذه الطاقة الكلية ثابتة مع الزمن: عند الطرفين تُخزَّن بالكامل طاقةً وضعية مرنة، وعند موضع الاتزان تكون حركية بالكامل. صلابة صفر أو سعة صفر صالحتان وتعطيان طاقة كلية صفرًا؛ والسعة ذات الإشارة بأي قطبية تعطي الطاقة نفسها بسبب التربيع؛ ويُرفض ثابت نابض سالب لأنه بلا معنى فيزيائي لنابض إرجاعي مستقر في هذا النموذج. المحرك حساب حتمي بالكامل: بلا استدعاءات شبكة ولا عيّنات ولا اختصارات تعتمد على التاريخ.

ماذا تعني الطاقة الكلية للتوافقي البسيط وماذا تحتوي الاستجابة

في الميكانيكا الكلاسيكية تنفّذ كتلة مثالية على نابض خطي يطيع قانون هوك حركة توافقية بسيطة عندما تُزاح عن الاتزان وتُترك (أو تُعطى شروطًا ابتدائية مناسبة بلا تخميد). الطاقة الميكانيكية الكلية لذلك المتذبذب غير المخمّد ثابتة وتساوي نصف ثابت النابض k مضروبًا في السعة A تربيع. السعة هي أقصى إزاحة عن الاتزان؛ وثابت النابض هو الصلابة في النظام الخطي.

بخلاف طاقة الوضع المرنة المقاسة عند امتداد لحظي اعتباطي x، وهي نصف k مضروبًا في x تربيع وتتغير خلال الدورة، تستخدم الطاقة الكلية السعة فتحصلون على مقدار عددي محفوظ واحد للحركة. يطابق هذا المقدار طاقة الوضع المرنة عند أقصى امتداد وطاقة الحركة الخالصة عند عبور الاتزان. قيمة k صفر أو سعة صفر صالحتان وتعطيان طاقة صفرًا عندما يكون العامل الآخر منتهيًا.

تشمل الحالات المرفوضة غياب k أو amplitude، والقيم غير المنتهية، والمقادير فوق الأسقف الموثّقة، وأي ثابت نابض سالب لأن k السالب غير مقبول في هذه الحاسبة.

أين تناسب الطاقة الكلية للتوافقي الدراسة والتصميم والبرمجيات

يقابل الطلاب E تساوي نصف k A تربيع عندما يقدّم كتاب مدرسي الطاقة في الحركة التوافقية البسيطة، أو عندما يسأل مسألة حفظ عن مقدار طاقة الحركة عند الاتزان بعد سعة معروفة، أو عندما يعطي مسألة مسابقة k وA ويطلب الطاقة الميكانيكية الكلية بلا تفاضل وتكامل. يمكن للمعلمين توليد مفاتيح إجابات مسبقًا لقيم صلابة وسعة متواضعة دون الوثوق بتطبيقات حاسبة غامضة تبدّل الوحدات بصمت أو تخلط بين طاقة الوضع اللحظية والطاقة الكلية.

يستدعي المطوّرون العقد نفسه من سكربتات لبذر متجهات اختبار حتمية لعروض فيزياء المتذبذبات، ولتطبيع معاملات نابض يدخلها المستخدم قبل مخطط طاقة، أو لاستيفاء نصوص تحديات برمجة تطلب جولًا لا رسمًا مرتجلًا. تستخدم فحوصات المنتج والدرجة الأولى E تساوي نصف k A تربيع عندما تُعرف فقط الصلابة الخطية وشوط تصميم (كسعة) قبل نمذجة نوابض غير خطية أو ديناميكا متعددة المحاور. اقرنوها بمساعدات طاقة وضع النابض أو قانون هوك عند الحاجة إلى ميكانيكا ذات صلة، وبغيرها من نقاط النهاية الرياضية عند بناء مختبر صغير من حاسبات فيزياء مجانية وحتمية.

حالات الاستخدام

فحوصات الواجبات والمختبر

احسبوا E = ½kA² من ثابت النابض والسعة قبل تصحيح أوراق التوافقي البسيط أو مقارنة موازين الطاقة.

ثوابت اختبار حتمية

ولّدوا قيم طاقة كلية قابلة لإعادة الإنتاج لاختبارات الوحدة وعروض المتذبذب وتأكيدات CI حول E = ½kA².

برمجيات التعليم والتدريس

طبّعوا ثابت النابض والسعة اللذين يدخلهما المستخدم إلى طاقة ميكانيكية كلية لدروس تفاعلية في التوافقي البسيط.

الأسئلة الشائعة

ما الصيغة المستخدمة للطاقة الكلية للتوافقي؟

الطاقة الميكانيكية الكلية لمتذبذب مثالي كتلة-نابض غير مخمّد هي E = ½ · k · A²، حيث k ثابت النابض وA السعة. بمدخلات SI (N/m وm) تكون الوحدة الجول (J).

ماذا يحدث إذا كان ثابت النابض سالبًا؟

لا يُقبل ثابت نابض سالب لأن E = ½kA² لا معنى معياريًا له لـ k سالب في هذه الحاسبة.

هل أحتاج الكتلة m لحساب الطاقة الكلية؟

لا. في التوافقي المثالي كتلة-نابض تعتمد الطاقة الكلية على k وA فقط. تؤثر الكتلة في الدور وتقسيم الطاقة الحركية والوضعية مع الزمن، لا في المجموع المحفوظ E = ½kA².

ما الفرق عن طاقة وضع النابض PE = ½kx²؟

تستخدم PE للنابض الإزاحة اللحظية x وتتغير خلال الدورة. تستخدم الطاقة الكلية للتوافقي السعة A وتكون ثابتة للحركة المثالية غير المخمّدة. عند أقصى امتداد يساوي x قيمة A وتساوي PE الطاقة الكلية.

متى تكون الطاقة حركية ومتى تكون طاقة وضع؟

عند طرفي الحركة تُختزن الطاقة كلها في النابض على هيئة طاقة وضع مرونية. وعند المرور بموضع الاتزان تكون كلها حركية. وفي النموذج المثالي يبقى مجموعهما ثابتًا طوال الدورة.

أدوات ذات صلة

للمطوّرين — الوصول عبر API

كل ما في هذه الصفحة متاح برمجيًا. هذا القسم موجّه للفرق التقنية التي تريد ربط الأداة بأنظمتها الخاصة؛ بقية المستخدمين يمكنهم استخدام الأداة أعلاه مباشرة دون الحاجة لقراءة ما يلي.

الـEndpoint

POSThttps://api.kit.forhosting.com/mech/shm-total-energy

صادِق على طلبك بترويسة Bearer، وأرسل طلب POST واحدًا لتدخل مهمتك قائمة التنفيذ فورًا؛ ثم تستلم النتيجة عبر webhook أو رابط موقّع.

استدعِ الخدمة من بيئتك

curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/mech/shm-total-energy \
  -H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
  -H "Content-Type: application/json" \
  -d '{"k":200,"amplitude":0.1}'

const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/mech/shm-total-energy", {
  method: "POST",
  headers: {
    "Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
    "Content-Type": "application/json"
  },
  body: JSON.stringify({
    "k": 200,
    "amplitude": 0.1
  })
});
const { task_id } = await res.json();

import os, requests

res = requests.post(
    "https://api.kit.forhosting.com/mech/shm-total-energy",
    headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
    json={
    "k": 200,
    "amplitude": 0.1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]

<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/mech/shm-total-energy", false, stream_context_create([
  "http" => [
    "method"  => "POST",
    "header"  => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
    "content" => '{"k":200,"amplitude":0.1}',
  ],
]));
$task = json_decode($res, true);

body := bytes.NewBufferString(`{"k":200,"amplitude":0.1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/mech/shm-total-energy", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)

مثال على الطلب

{
  "k": 200,
  "amplitude": 0.1
}

مثال على الاستجابة

{
  "task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
  "type": "mech.shm_total_energy",
  "status": "queued",
  "_links": {
    "result": "/tasks/tsk_…/result"
  }
}

الواجهة غير متزامنة: تستلم task_id فور الإرسال، ويمكنك الاستعلام عن الحالة بمعدل طلب واحد في الثانية.

الأسعار

لكل طلب$0.002

السعر معلن كما تراه: لا tokens ولا نظام نقاط؛ وإن فشلت المهمة فلن تُحاسَب عليها.

الأخطاء

HTTP	الرمز	المعنى
`401`	`unauthorized`	مفتاح الوصول مفقود أو غير صالح؛ تحقق من ترويسة Bearer في طلبك.
`402`	`insufficient_balance`	رصيدك لا يكفي لتنفيذ هذه المهمة؛ أعد شحن الرصيد ثم أعد المحاولة.
`404`	`unknown_type`	نوع المهمة المطلوب غير موجود في الكتالوج — راجع الاسم المرسل في الطلب.
`429`	`rate_limited`	تجاوزت الحد المسموح من الطلبات؛ انتظر قليلًا ثم أعد المحاولة.

ملاحظات تقنية

استخدموها مجانًا في المتصفح للواجبات وإعداد المختبر وفحوصات التصميم، أو استدعوا واجهة API بسعر $0.002 لكل طلب ناجح عندما تحتاجون إلى ثوابت طاقة توافقية قابلة لإعادة الإنتاج في CI أو برمجيات تعليم خصوصي أو عروض تعليمية لا يجوز لها اختراع خطوات فاصلة عائمة يدويًا.

ماذا تعني الطاقة الكلية للتوافقي البسيط وماذا تحتوي الاستجابة

تُرجع هذه الحاسبة المدخلات المطبّعة k وamplitude، والطاقة energy المحسوبة، والدقة المستخدمة، ووسم الطريقة shm_total_energy، وتذكيرًا قصيرًا بالصيغة، وإشارة وحدة J لمدخلات SI. لا يوجد تكامل زمني عددي ولا حد تخميد ولا ميزان قدرة لمتذبذب مدفوع ولا عيّنة مونت كارلو: إما أن يقيّم المحرك نصف k A تربيع ضمن المدى العددي المدعوم أو يرفض المدخل بـ invalid_input. إن احتجتم طاقة وضع نابض لحظية عند امتداد معيّن أو قوة هوك أو دور التوافقي البسيط، فاستخدموا تلك الأدوات المخصصة؛ تجيب هذه الصفحة فقط عن الطاقة الميكانيكية الكلية للتوافقي المثالي كتلة-نابض من k وA بمخرج عددي مستقر يناسب أوراق العمل واختبارات الوحدة ومستهلكي API الذين لا يجوز لهم اختراع خطوات رمزية.

كيف تُقرأ ثابت النابض والسعة وكيف تبقى الطاقة قابلة لإعادة الإنتاج

يُسمح بصلابة صفر وتُرجع طاقة صفر. يجوز أن تكون السعة موجبة أو صفرًا أو سالبة؛ تُعامل القيم السالبة كأطراف ذات إشارة بنفس المقدار وتعطي الطاقة الكلية نفسها بسبب التربيع، وهذا مقصود لاتفاقيات الإزاحة ثنائية الاتجاه. تُسمح بإشارات زائد اختيارية في البداية وبالترميز العلمي على السلاسل العددية عندما تُفسَّر ككسور عشرية منتهية؛ وتُرفض المسافات المدمجة والرموز غير العددية. الحقل المفضّل لثابت النابض هو k، لكن تُقبل الأسماء البديلة spring_constant وstiffness وK حتى تعيد جداول الحساب وسلاسل الاستعلام والنماذج المكتوبة كتابةً استخدام العقد نفسه. يجب أن يكون ثابت النابض منتهيًا وغير سالب: تفشل القيمة السالبة بـ invalid_input ورسالة تسمّي الحقل وتوضح أن الطاقة الكلية للتوافقي E تساوي نصف k A تربيع غير معرّفة لثابت نابض سالب في هذه الحاسبة، فلا تتحول خلية خاطئة بصمت إلى نتيجة بلا معنى. الحقل المفضّل للسعة هو amplitude مع الأسماء البديلة A وamp وmax_displacement. اقرنوا التشغيل المجاني في متصفح هذه الصفحة بواجهة API المدفوعة عندما تحتاجون النتيجة الرياضية ذاتها داخل خط أنابيب آلي دون إعادة تنفيذ صيغة طاقة الكتلة-النابض بأنفسكم.

أين تناسب الطاقة الكلية للتوافقي الدراسة والتصميم والبرمجيات

تستخدم أدوات التعليم نقطة النهاية عندما يكتب المتعلم ثابت النابض والسعة ويجب أن تعرض الواجهة الطاقة الكلية المحفوظة. في هذه الصفحة يعمل الحساب بالكامل في متصفحكم؛ وعبر API تكلف كل استعلام ناجح $0.002، ولا تُحاسبون على التحقق الفاشل، ولا يُخزَّن شيء بعد إرجاع الاستجابة. هذا التقسيم — استكشاف تفاعلي مجاني وAPI مدفوعة مطابقة — يوافق بقية كتالوج KIT من المستوى A ويتيح الانتقال من عرض صفّي إلى خط أنابيب آلي دون تغيير النتيجة الرياضية.

أسئلة تقنية

كم تكلفة حاسبة الطاقة الكلية للتوافقي البسيط؟

إنها مجانية في متصفحكم في هذه الصفحة. عبر API يكلف الطلب الناجح $0.002؛ والمدخلات غير الصالحة لا تُحاسب.

اطّلع على توثيق KIT الكامل ←

شغّل الأداة مجانًا

مثال محلول

ماذا تعني الطاقة الكلية للتوافقي البسيط وماذا تحتوي الاستجابة

أين تناسب الطاقة الكلية للتوافقي الدراسة والتصميم والبرمجيات

حالات الاستخدام

فحوصات الواجبات والمختبر

ثوابت اختبار حتمية

برمجيات التعليم والتدريس

الأسئلة الشائعة

أدوات ذات صلة

للمطوّرين — الوصول عبر API

الـEndpoint

استدعِ الخدمة من بيئتك

مثال على الطلب

مثال على الاستجابة

الأسعار

الأخطاء

ملاحظات تقنية

ماذا تعني الطاقة الكلية للتوافقي البسيط وماذا تحتوي الاستجابة

كيف تُقرأ ثابت النابض والسعة وكيف تبقى الطاقة قابلة لإعادة الإنتاج

أين تناسب الطاقة الكلية للتوافقي الدراسة والتصميم والبرمجيات

أسئلة تقنية

شكرًا