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物理 · 功與能量

功、能量和功率計算器

計算功、動能和勢能變化,以及來自力、位移、質量、速度、高度和時間的平均功率。

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使用方法(3步)

  1. 輸入力、位移以及力與運動方向之間的角度(如果留空,则 θ 預設為 0°;對於功率,時間是可選的)。
  2. 加入質量、速度、高度和重力來比較動能和勢能的變化——建議查看完整的能量平衡。
  3. 按計算可查看功、功率、ΔK/ΔU/ΔE 和步數。複製 URL 共享此設定。

預設範例:F = 100 N、s = 5 m、θ = 0°、m = 10 kg、v₁ = 0 m/s、v2 = 3 m/s、h₁ = 0 m、h2 = 0 m、g = 9.8 m/s²、t = 4 s。

輸入

功(力×位移)
牛頓
能源(可選)
千克
米/秒
米/秒
米/秒²
時間/功率(可選)
s

結果

範例結果已預先填入;按「計算」或「重設」後會以目前輸入更新。

功與功率

功 W
500 J
功率 P
125 W

能量變化

初始動能 K180 J
最終動能 K2125 J
動能變化 ΔK45 J
初始重力勢能 U10 J
最終重力勢能 U20 J
機械能變化 ΔE45 J

在這個範例中,力做功 500 J,機械能變化 45 J;差值提示仍有未建模的能量耗散或外力。

計算方法

  1. 用 W = F s cos θ 計算功:100 × 5 × cos 0° = 500 J。
  2. 用 P = W / t 計算功率:500 / 4 = 125 W。
  3. 動能變化為 1/2 m(v2² - v1²) = 45 J。
  4. 本例高度不變,因此 ΔU = 0 J,機械能變化 ΔE = 45 J。

常見問題解答

功和能量有什麼區別?

功是透過位移作用的力傳遞的能量,而能量描述了系統的狀態。兩者都使用焦耳。

功率代表什麼?

功率是做功的速率。在更短的時間內完成相同的功若在更短時間內完成,功率會更高。其單位是瓦(J/s)。

這與能量守恆有何關係?

在理想系統中,功等於機械能的變化;若不相等,通常代表摩擦、外部能量輸入或其他損耗。

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