حاسبة طاقة الوضع الثقالية
ارفع 2 kg مسافة 5 m تحت جاذبية 9.8 m/s² فتخزن 98 J بالنسبة إلى نقطة البداية. وتحت مستوى المرجع تصبح الطاقة سالبة. مجانًا في متصفحك.
- مجاني
- يعمل في متصفحك
- دون تسجيل
- بياناتك لا تغادر جهازك
شغّل الأداة مجانًا
مثال محلول
- الكتلة
- 2
- الارتفاع
- 5
- تسارع الجاذبية بوحدة م/ث²
- 9.8
- طاقة الوضع
- 98 J
- الدقة
- 10
تجد حاسبة طاقة الوضع الثقالية هذه طاقة الوضع تحت جاذبية شبه ثابتة لجسم عندما تعرف كتلته وارتفاعه بالنسبة إلى مستوى مرجعي مختار وتسارع الجاذبية المحلي. التعريف هو الصيغة المغلقة PE تساوي m مضروبة في g مضروبة في h، وهو النموذج التمهيدي القياسي المستخدَم في واجبات الميكانيكا ومسائل حفظ الطاقة وفحوص الهندسة الأولية. عندما تُعطى الكتلة بالكيلوغرام وg بالمتر في الثانية تربيع والارتفاع بالمتر، تُذكر النتيجة بالجول؛ ويعمل أي ثلاثي وحدات متسق بالطريقة نفسها. كتلة صفرية أو ارتفاع صفري صالحان ويعطيان طاقة وضع صفرية؛ ويعني ارتفاع سالب أن الجسم يقع تحت المرجع وينتج PE سالبة؛ وتُرفض الكتلة السالبة لأنها ليس لها معنى فيزيائي في هذا النموذج. المحرك حساب حتمي بالكامل: بلا اتصال بالشبكة وبلا أخذ عينات وبلا اختصارات مرتبطة بالتاريخ.
ما معنى طاقة الوضع الثقالية وما الذي يحتويه الرد
في ميكانيكا نيوتن قرب كوكب أو قمر، عندما يُعامَل تسارع الجاذبية كثابت في المنطقة المعنية، تكون طاقة الوضع الثقالية لكتلة نقطية بالنسبة إلى ارتفاع مرجعي هي PE تساوي m مضروبة في g مضروبة في h. الكتلة خاصية جوهرية للجسم، وg تسارع الجاذبية المحلي، وh الإحداثي الرأسي المقاس من أي ارتفاع صفر تختاره — أرضية مختبر، أو أرض قطار ملاهٍ، أو مستوى سطح البحر، أو أي مرجع آخر ملائم. تغيير المرجع يزيح PE بثابت ولا يغيّر فروق الطاقة التي تظهر في نظريات الشغل والطاقة.
على طول محور رأسي مختار، يُنتج ارتفاع موجب فوق المرجع مع g موجبة وكتلة موجبة PE موجبة في الاصطلاح المعتاد للنظام الدولي؛ ويعطي ارتفاع سالب طاقة إشارية سالبة، وهو مفيد عند مقارنة مستويات في مجموعة المسائل نفسها. طاقة الوضع ليست الطاقة الحركية نفسها ولا الشغل الميكانيكي المنجَز بالفعل: هي متغير حالة للموضع في حقل الجاذبية تحت نموذج g الثابت. كتلة صفرية أو ارتفاع صفري صالحان ويعطيان PE صفرية عندما تكون العوامل الأخرى منتهية.
أين تُستخدم طاقة الوضع الثقالية في الدراسة والتصميم والبرمجيات
يواجه الطلاب PE تساوي m g h عندما يقدّم كتاب مدرسي الطاقة الميكانيكية، أو عندما تسأل مسألة حفظ عن مقدار الطاقة الحركية الظاهرة بعد سقوط بارتفاع h، أو عندما تعطي مسألة مسابقة كتلة وg كوكبية وارتفاعًا وتطلب PE دون تفاضل. ويستطيع المعلمون توليد مفاتيح إجابة مسبقًا لقيم كتلة وارتفاع وg معتدلة دون الوثوق بتطبيقات حاسبة مبهمة تبدّل الوحدات بصمت أو تخلط الكتلة بالوزن أو الطاقة.
ويستدعي المطورون العقد نفسه من نصوص برمجية لتوليد متجهات اختبار حتمية لعروض فيزياء الألعاب، ولتطبيع الارتفاعات التي يُدخلها المستخدم قبل رسم طاقة، أو لتلبية متطلبات تحديات برمجية تفرض جولات بدل رسم تقريبي. وتستخدم الفحوص الهيكلية والمنتجية الأولية PE تساوي m g h عندما تُعرف فقط الكتلة وg المحلية وارتفاع رفع قبل نمذجة عوامل الأمان أو الديناميكا متعددة المحاور. اجمعها مع مساعدات قوة الوزن أو زمن السقوط الحر عندما تحتاج ميكانيكا ذات صلة، ومع نقاط نهاية رياضية أخرى عند بناء مختبر صغير من حاسبات فيزياء مجانية وحتمية.
حالات الاستخدام
فحوص الواجبات والمختبر
احسب PE = m·g·h من الكتلة والارتفاع وg المحلية قبل تصحيح أوراق العمل أو المقارنة بموازين الطاقة.
ثوابت اختبار حتمية
ولّد قيم طاقة وضع قابلة لإعادة الإنتاج لاختبارات الوحدات وعروض فيزياء الألعاب وتأكيدات التكامل المستمر على PE = m·g·h.
برمجيات التدريب والتدريس
طبّع الكتلة والارتفاع والجاذبية التي يُدخلها المستخدم إلى PE للدروس التفاعلية ومساعدات الخطوات.
الأسئلة الشائعة
ما الصيغة المستخدَمة لطاقة الوضع الثقالية؟
طاقة الوضع الثقالية PE = m · g · h، حيث m الكتلة وg تسارع الجاذبية وh الارتفاع بالنسبة إلى مرجع. مع مدخلات النظام الدولي (kg وm/s² وm)، الوحدة جول (J).
ماذا يحدث إذا كانت الكتلة سالبة؟
لا تُقبل الكتلة السالبة لأن PE = m·g·h ليس لها معنى معياري للكتلة السالبة في هذه الحاسبة.
هل يمكن أن يكون الارتفاع سالبًا؟
نعم. يعني الارتفاع السالب أن الجسم أسفل المستوى المرجعي المختار ويعطي PE سالبة. الارتفاع الصفري يعطي PE صفرية لأي كتلة وg منتهيتين.
أي قيمة ل g ينبغي استخدامها؟
استخدم القيمة المحلية أو التي تحددها المسألة. تُؤخذ جاذبية الأرض القياسية غالبًا 9.80665 م/ث²؛ والقمر نحو 1.62 م/ث². لا تُرمِّز الحاسبة كوكبًا معينًا.
هل يمكن أن تكون الكتلة أو الارتفاع صفرًا؟
نعم. الكتلة الصفرية أو الارتفاع الصفري قيمتان صالحتان وتعطيان طاقة وضع تساوي صفرًا، كجسم يقع تمامًا عند مستوى المرجع.
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/potential-energy \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"mass":2,"height":5,"g":9.8}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/mech/potential-energy", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"mass": 2,
"height": 5,
"g": 9.8
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/mech/potential-energy",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"mass": 2,
"height": 5,
"g": 9.8
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/mech/potential-energy", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"mass":2,"height":5,"g":9.8}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"mass":2,"height":5,"g":9.8}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/mech/potential-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
{
"mass": 2,
"height": 5,
"g": 9.8
}مثال على الاستجابة
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "mech.potential_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
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 | 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
استخدمها مجانًا في المتصفح للواجبات والتحضير للمختبر وفحوص التصميم، أو استدعِ واجهة برمجة التطبيقات (API) بتكلفة $0.002 لكل طلب ناجح عندما تحتاج إلى ثوابت طاقة وضع قابلة لإعادة الإنتاج في التكامل المستمر أو برمجيات التدريس أو العروض التعليمية التي يجب ألا تبتكر خطوات فاصلة عائمة يدويًا.
ما معنى طاقة الوضع الثقالية وما الذي يحتويه الرد
تُعيد هذه الحاسبة المدخلات المطبَّعة mass وheight وg، وpe المحسوبة، والدقة المستخدمة، ووسم طريقة potential_energy، وتذكيرًا موجزًا بالصيغة، وتلميح وحدة J للمدخلات النظام الدولي. لا يوجد تكامل عددي لحقل جاذبية، ولا كمون مداري تربيعي عكسي، ولا أخذ عينات مونت كارلو: فإما يحسب المحرك الناتج ضمن النطاق الرقمي المدعوم، أو يرفض الإدخال برمز invalid_input. تشمل حالات الرفض غياب mass أو height أو g، والقيم غير المنتهية، والقيم الأكبر من السقوف الموثّقة، وأي كتلة سالبة، لأن الكتلة السالبة غير مقبولة في هذه الحاسبة. إن احتجت إلى قوة الوزن، أو زمن السقوط الحر من ارتفاع، أو أقصى ارتفاع مقذوف، فاستخدم تلك الأدوات المخصصة؛ إذ لا تجيب هذه الصفحة إلا عن طاقة الوضع الثقالية من الكتلة والارتفاع وg بمخرجات رقمية ثابتة تناسب أوراق العمل واختبارات الوحدات ومستهلكي واجهة برمجة التطبيقات (API) الذين يجب ألا يبتكروا خطوات رمزية.
كيف تُقرأ الكتلة والارتفاع وg وكيف تبقى PE قابلة لإعادة الإنتاج
الكتلة الصفرية مسموح بها وتعيد PE صفرية. يمكن أن يكون الارتفاع موجبًا أو صفرًا أو سالبًا؛ والقيم السالبة تضع الجسم تحت المرجع وتنتج PE سالبة، وهو مقصود لرسوم الطاقة متعددة المستويات. استخدم نحو 9.80665 لجاذبية الأرض القياسية، أو نحو 1.62 للقمر، أو قيمة محلية مقاسة من مختبر؛ ولا تُرمِّز الأداة كوكبًا معينًا ولا تحوّل أنظمة الوحدات نيابة عنك. تُقبل إشارة الجمع البادئة الاختيارية والصيغة العلمية في السلاسل الرقمية عندما تُحلَّل كأعداد عشرية منتهية؛ أما المسافات الداخلية والرموز غير الرقمية فتُرفض. الحقل المفضَّل للكتلة هو mass، لكن الأسماء البديلة m وM مقبولة أيضًا، بحيث يمكن لجداول البيانات وسلاسل الاستعلام والنماذج المكتوبة إعادة استخدام العقد نفسه. يجب أن تكون الكتلة منتهية وغير سالبة: تفشل القيمة السالبة برمز invalid_input برسالة تسمّي الحقل وتوضح أن PE تساوي m مضروبة في g مضروبة في h غير معرَّفة للكتلة السالبة في هذه الحاسبة، حتى لا تتحول خلية خاطئة إلى نتيجة عبثية صامتة. الحقل المفضَّل للارتفاع هو height، بأسماء بديلة h وH وelevation. الحقل المفضَّل لتسارع الجاذبية هو g، بأسماء بديلة gravity وgravity_accel وgravitational_acceleration وaccel_g. الحقل الاختياري precision، بأسماء بديلة decimals وdp، يحدد عدد الخانات العشرية المعروضة للمخرجات الرقمية، وقيمته الافتراضية عشرة وحده الأقصى خمسة عشر حتى تبقى ملفات JSON المرجعية ثابتة. اجمع بين التشغيل المجاني في المتصفح على هذه الصفحة وواجهة برمجة التطبيقات (API) المدفوعة عندما تحتاج إلى النتيجة الرياضية ذاتها داخل خط أنابيب آلي دون إعادة برمجة صيغة طاقة الوضع بنفسك.
أين تُستخدم طاقة الوضع الثقالية في الدراسة والتصميم والبرمجيات
وتستخدم أدوات المنتجات والتعليم نقطة النهاية عندما يكتب المتعلم كتلة وارتفاعًا وجاذبية ويجب أن تعرض الواجهة الجول. في هذه الصفحة يعمل كل شيء داخل متصفحك بالكامل؛ وعبر واجهة برمجة التطبيقات (API) يكلّف كل استعلام ناجح $0.002، ولا تُفرض رسوم على التحقق الفاشل، ولا يُخزَّن شيء بعد إعادة الرد. هذا الفصل — استكشاف تفاعلي مجاني وواجهة برمجة تطبيقات مدفوعة مطابقة له — يوافق بقية فئة A من فهرس KIT، ويتيح لك الانتقال من عرض توضيحي في الصف إلى خط أنابيب آلي دون تغيير النتيجة الرياضية.
أسئلة تقنية
كم تكلّف حاسبة طاقة الوضع الثقالية؟
هي مجانية في متصفحك على هذه الصفحة. وعبر واجهة برمجة التطبيقات (API) يكلّف الطلب الناجح $0.002؛ ولا تُفرض رسوم على المدخلات غير الصالحة.