حاسبة تغيّر طاقة الوضع
رفع 2 kg مسافة 5 m بجاذبية 9.8 m/s² يخزن 98 J من طاقة الوضع: أدخل الكتلة والجاذبية وتغير الارتفاع لتحصل على مقدار الزيادة، أو على قيمة سالبة عندما ينخفض الجسم. مجاني في متصفحك.
- مجاني
- يعمل في متصفحك
- دون تسجيل
- بياناتك لا تغادر جهازك
شغّل الأداة مجانًا
مثال محلول
- الكتلة
- 2
- تغير الارتفاع
- 5
- G
- 9.8
- تغير الطاقة الكامنة
- 98 J
- الدقة
- 10
تحسب حاسبة تغيّر طاقة الوضع هذه مقدار طاقة الوضع الثقالية التي يكتسبها جسم أو يفقدها عندما يتغيّر ارتفاعه تحت حقل جاذبية شبه ثابت. تقدّمون الكتلة وتسارع الجاذبية المحلي وفرق الارتفاع Δh بين الموضعين النهائي والابتدائي؛ ويقيّم المحرك الصيغة المغلقة ΔPE تساوي m مضروبًا في g مضروبًا في Δh ويبلّغ النتيجة بالجول عند استخدام وحدات SI. يعني تغيّر الارتفاع الموجب أن الجسم يرتفع ويخزّن مزيدًا من طاقة الوضع؛ ويعني التغيّر السالب أنه يهبط ويفقد طاقة وضع بالقدر نفسه. الكتلة الصفرية أو Δh الصفري صالحان ويعطيان ΔPE صفرًا؛ وتُرفض الكتلة السالبة لأن لا معنى فيزيائيًا لها في هذا النموذج. بخلاف أداة PE لارتفاع واحد تجيب بأن PE تساوي m g h عند مستوى واحد، تجيب هذه الصفحة عن فرق الطاقة الذي يظهر في مسائل الشغل والطاقة وفحوصات الحفظ وسيناريوهات الرفع أو السقوط. المحرك حسابي حتمي بالكامل: بلا استدعاءات شبكة ولا عيّنات ولا اختصارات تعتمد على التاريخ.
ماذا يعني تغيّر طاقة الوضع الثقالية وماذا تحتوي الاستجابة
في الميكانيكا النيوتونية قرب كوكب أو قمر، عندما يُعامل تسارع الجاذبية ثابتًا على منطقة الاهتمام، تكون طاقة الوضع الثقالية لكتلة نقطية PE تساوي m مضروبًا في g مضروبًا في h بالنسبة إلى ارتفاع مرجعي مختار. التغيّر عندما ينتقل الجسم من ارتفاع إلى آخر هو إذن فرق تلك القيم، فيتبسّط إلى ΔPE تساوي m مضروبًا في g مضروبًا في Δh، حيث Δh هو الارتفاع النهائي ناقص الابتدائي على طول الرأسي.
الكتلة خاصية ذاتية للجسم، وg تسارع الجاذبية المحلي، وΔh إزاحة رأسية ذات إشارة — وليس ارتفاعًا مطلقًا إلا إذا صاغت مسألتكم الأمر كذلك. ولأن فرق الارتفاعات وحده يظهر، يُلغى صفر PE الاعتباطي، وهذا بالضبط سبب طلب مسائل حفظ الطاقة إلى ΔPE لا إلى PE المطلقة. على محور رأسي مختار، ينتج Δh موجب مع g وكتلة موجبين ΔPE موجبًا في اصطلاح SI المعتاد (طاقة مخزّنة بالرفع)؛ وينتج Δh سالب تغيّرًا بإشارة سالبة (طاقة تُحرَّر عند الهبوط).
الكتلة الصفرية أو تغيّر الارتفاع الصفري صالحان ويعطيان ΔPE صفرًا عندما تكون العوامل الأخرى منتهية.
أين يناسب تغيّر طاقة الوضع الدراسة والتصميم والبرمجيات
يصادف الطلاب ΔPE تساوي m g Δh عندما يقدّم كتاب مدرسي نظرية الشغل والطاقة، أو عندما تسأل مسألة حفظ عن مقدار طاقة الوضع الذي يتحوّل إلى حركية بعد سقوط بارتفاع |Δh|، أو عندما تعطي مسألة مسابقة كتلة وg كوكبيًا وارتفاع رفع وتطلب الطاقة الواجب توريدها. يمكن للمعلّمين توليد مفاتيح إجابة مسبقًا لقيم متواضعة من الكتلة وg وΔh دون الاعتماد على تطبيقات حاسبة معتمة تبدّل الوحدات بصمت أو تخلط بين PE المطلقة وتغيّر الطاقة.
يستدعي المطوّرون العقد نفسه من سكربتات لزرع متجهات اختبار حتمية لعروض فيزياء الألعاب، أو لتطبيع فروق ارتفاع أدخلها المستخدم قبل مخطط طاقة، أو لاستيفاء نصوص تحديات برمجة تطلب جولات لا رسمًا مرتجلًا. تستخدم فحوصات الهيكل والمنتج من الدرجة الأولى ΔPE تساوي m g Δh عندما تُعرف الكتلة وg المحلي والرفع أو السقوط المطلوب فقط، قبل نمذجة عوامل الأمان أو الديناميكا متعددة المحاور. اقرنوها بمساعدات طاقة الوضع المطلقة أو السقوط الحر عند الحاجة إلى ميكانيكا ذات صلة، وبغيرها من نقاط النهاية الرياضية عند بناء مختبر صغير من حاسبات فيزياء مجانية حتمية.
حالات الاستخدام
الواجبات وموازنات الطاقة
احسبوا ΔPE = m·g·Δh من الكتلة وg وفرق الارتفاع قبل تصحيح أوراق العمل أو مقارنة موازنات الطاقة الميكانيكية.
مثبتات اختبار حتمية
ولّدوا قيم ΔPE قابلة لإعادة الإنتاج لاختبارات الوحدة وعروض فيزياء الألعاب وتأكيدات CI حول تغيّر طاقة الوضع.
برمجيات الإرشاد والتدريس
طبّعوا الكتلة والجاذبية وتغيّر الارتفاع التي أدخلها المستخدم إلى ΔPE للدروس التفاعلية والمساعدات خطوة بخطوة.
الأسئلة الشائعة
ما الصيغة المستخدمة لتغيّر طاقة الوضع الثقالية؟
التغيّر هو ΔPE = m · g · Δh، حيث m الكتلة وg تسارع الجاذبية وΔh فرق الارتفاع (النهائي ناقص الابتدائي). مع مدخلات SI (kg وm/s² وm) تكون الوحدة الجول (J).
ماذا يحدث إذا كانت الكتلة سالبة؟
الكتلة السالبة غير مقبولة لأن ΔPE = m·g·Δh لا معنى معياريًا لها للكتلة السالبة في هذه الحاسبة.
ما الفرق عن حاسبة PE الثقالية = m·g·h؟
تستخدم PE المطلقة ارتفاعًا واحدًا بالنسبة إلى مرجع. تستخدم هذه الأداة فرق الارتفاع Δh وتعيد تغيّر الطاقة ΔPE = m·g·Δh، وهو ما تحتاجه عادة مسائل الشغل والطاقة والحفظ.
لماذا تظهر النتيجة سالبة؟
النتيجة السالبة تعني أن الجسم انتهى في موضع أدنى من موضع بدايته وفقد طاقة وضع أثناء نزوله. أدخل تغيرًا سالبًا في الارتفاع عند السقوط، فمقدار الفقد يساوي مقدار الكسب عند صعود مماثل.
هل يمكن استخدامها على القمر أو كوكب آخر؟
نعم. أدخل تسارع الجاذبية في ذلك المكان، مثل نحو 1.62 m/s² على القمر أو 9.80665 للجاذبية القياسية للأرض. لا تفترض الحاسبة كوكبًا بعينه، فتُستخدم القيمة التي تدخلها كما هي.
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
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/gravitational-pe-change \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"mass":2,"height_change":5,"g":9.8}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/mech/gravitational-pe-change", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"mass": 2,
"height_change": 5,
"g": 9.8
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/mech/gravitational-pe-change",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"mass": 2,
"height_change": 5,
"g": 9.8
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/mech/gravitational-pe-change", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"mass":2,"height_change":5,"g":9.8}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"mass":2,"height_change":5,"g":9.8}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/mech/gravitational-pe-change", 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
{
"mass": 2,
"height_change": 5,
"g": 9.8
}مثال على الاستجابة
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "mech.gravitational_pe_change",
"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
السعر معلن كما تراه: لا tokens ولا نظام نقاط؛ وإن فشلت المهمة فلن تُحاسَب عليها.
الحدود
max_abs_mass | 1000000000000000 |
max_abs_g | 1000000 |
max_abs_height_change | 1000000000000000 |
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 وتحضير المختبر وفحوصات التصميم، أو استدعوا API بسعر $0.002 لكل طلب ناجح عندما تحتاجون إلى مثبتات ΔPE قابلة لإعادة الإنتاج في CI أو برمجيات الإرشاد أو عروض التدريس التي لا يجوز أن تخترع خطوات الفاصلة العائمة يدويًا.
ماذا يعني تغيّر طاقة الوضع الثقالية وماذا تحتوي الاستجابة
تعيد هذه الحاسبة المدخلات المطبّعة mass وheight_change وg، وdelta_pe المحسوب، والدقة المستخدمة، ووسم الطريقة gravitational_pe_change، وتذكيرًا قصيرًا بالصيغة، وإشارة وحدة J لمدخلات SI. لا يوجد تكامل عددي لحقل جاذبية، ولا جهد مداري يتناسب عكسيًا مع المربع، ولا عيّنة مونت كارلو: إمّا أن يقيّم المحرك الجداء ضمن النطاق العددي المدعوم أو يرفض الإدخال برمز invalid_input. تشمل الحالات المرفوضة غياب mass أو height_change أو g، وقيمًا غير منتهية، ومقادير فوق الأسقف الموثّقة، وأي كتلة سالبة، لأن الكتلة السالبة غير مقبولة في هذه الحاسبة. إن احتجتم إلى PE المطلقة عند ارتفاع واحد، أو قوة الوزن، أو زمن السقوط الحر، أو الطاقة الحركية بعد سقوط، فاستخدموا تلك الأدوات المخصّصة؛ تجيب هذه الصفحة فقط عن تغيّر طاقة الوضع الثقالية من الكتلة وg وΔh، بمخرج عددي مستقر يناسب أوراق العمل واختبارات الوحدة ومستهلكي API الذين لا يجوز لهم اختراع خطوات رمزية.
كيف تُقرأ الكتلة وتغيّر الارتفاع وg وكيف تبقى ΔPE قابلة لإعادة الإنتاج
الكتلة الصفرية مسموحة وتعيد ΔPE صفرًا. قد يكون تغيّر الارتفاع موجبًا أو صفرًا أو سالبًا؛ تعني القيم السالبة أن الجسم ينتهي أدنى ممّا بدأ وتنتج ΔPE سالبة، وهذا مقصود لمسائل السقوط والهبوط. استخدموا تقريبًا 9.80665 لجاذبية الأرض المعيارية، وحوالي 1.62 للقمر، أو قيمة محلية مقيسة في المختبر؛ لا تثبّت الأداة كوكبًا ولا تحوّل أنظمة الوحدات عنكم. تُسمح إشارات الزائد الاختيارية في البداية والترميز العلمي على السلاسل العددية عندما تُفسَّر ككسور عشرية منتهية؛ وتُرفض المسافات المضمّنة والرموز غير العددية. الحقل المفضّل للكتلة هو mass، لكن تُقبل الأسماء البديلة m وM حتى تعيد جداول البيانات وسلاسل الاستعلام والنماذج المُنَوَّعة استخدام العقد نفسه. يجب أن تكون الكتلة منتهية وغير سالبة: تفشل القيمة السالبة برمز invalid_input ورسالة تسمّي الحقل وتشرح أن ΔPE تساوي m مضروبًا في g مضروبًا في Δh غير معرّفة للكتلة السالبة في هذه الحاسبة، فلا تتحوّل خلية خاطئة إلى نتيجة عبثية بصمت. الحقل المفضّل لفرق الارتفاع هو height_change، مع الأسماء البديلة delta_h وdh وdelta_height وheight_diff وh_change. الحقل المفضّل لتسارع الجاذبية هو g، مع الأسماء البديلة gravity وgravity_accel وgravitational_acceleration وaccel_g. يختار حقل precision الاختياري، مع الأسماء البديلة decimals وdp، عدد المنازل العشرية المعروضة للمخرجات العددية، والافتراضي عشرة والحد الأعلى خمسة عشر حتى تبقى ذهبية JSON مستقرة. اقرنوا التشغيل المجاني في متصفح هذه الصفحة مع API المدفوعة عندما تحتاجون إلى النتيجة الرياضية ذاتها داخل مسار آلي دون إعادة تنفيذ صيغة تغيّر طاقة الوضع بأنفسكم.
أين يناسب تغيّر طاقة الوضع الدراسة والتصميم والبرمجيات
تستخدم أدوات المنتج والتعليم نقطة النهاية عندما يكتب المتعلّم الكتلة والجاذبية وتغيّر الارتفاع ويجب أن تعرض الواجهة الجولات المكتسبة أو المفقودة. في هذه الصفحة يعمل كل شيء في متصفحكم؛ وعبر API يكلّف كل استعلام ناجح $0.002، ولا تُحسب التحقق الفاشل، ولا يُخزَّن شيء بعد عودة الاستجابة. هذا التقسيم — استكشاف تفاعلي مجاني وAPI مدفوعة مطابقة — يوافق بقية كتالوج المستوى A في KIT ويتيح الانتقال من عرض صفّي إلى مسار آلي دون تغيير النتيجة الرياضية.
أسئلة تقنية
كم تكلفة حاسبة تغيّر طاقة الوضع؟
هي مجانية في متصفحكم على هذه الصفحة. عبر API يكلّف الطلب الناجح $0.002؛ ولا تُحسب المدخلات غير الصالحة.
هل يمكن أن يكون height_change سالبًا؟
نعم. يعني تغيّر الارتفاع السالب أن الجسم ينتهي أدنى ممّا بدأ وينتج ΔPE سالبة (فقدان طاقة وضع). يعطي Δh الصفري ΔPE صفرًا لأي كتلة وg منتهيتين.