Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty. Pamiętaj: Wyniki kalkulatorów mają charakter informacyjny i zależą od podanych danych oraz przyjętych założeń. W sprawach finansowych, podatkowych, prawnych lub zdrowotnych zweryfikuj wynik w aktualnym źródle lub u odpowiedniego specjalisty.
Przejdź do treści

Kalkulator energii kinetycznej i potencjalnej – Ek = mv²/2, Ep = mgh

Oblicz energię kinetyczną Ek = mv²/2, energię potencjalną Ep = mgh i energię mechaniczną. Kalkulator pokazuje wynik w J i kJ, przelicza km/h na m/s oraz pomaga wyznaczyć prędkość lub wysokość z zasady zachowania energii.

Dane do obliczeń

Podaj masę i prędkość. Kalkulator obliczy Ek = m·v²/2.
fizyka
kg
m/s²
Dla Ziemi najczęściej 9,81 m/s²; w zadaniach szkolnych czasem 10 m/s².
m
m
%
Najważniejsze wzory: Ek = m·v²/2  •  Ep = m·g·h  •  E = Ek + Ep  •  bez strat: E₁ = E₂

Wynik

Wynik główny
—
energia kinetyczna Ek
Energia kinetyczna Ek
—
Energia potencjalna Ep
—
Energia E
—
Energia w kJ
—
Energia w Wh
—
Dodatkowy wynik
—
Drugi wynik pomocniczy
—
Kroki obliczeń
—
Interpretacja
—

Kalkulator łączy kilka najczęstszych zadań z energii w jednym miejscu. Możesz policzyć energię kinetyczną, potencjalną i mechaniczną, a także odwrócić wzory, aby wyznaczyć prędkość lub wysokość.

W trybach zachowania energii przyjmowany jest model bez tarcia i oporu powietrza. Jeżeli w zadaniu występują straty, użyj trybu sprawności albo uwzględnij pracę sił oporu osobno.

Policz dalej – ruch, praca i grawitacja

Energia kinetyczna i potencjalna często pojawiają się w tych samych zadaniach co praca, ciężar, spadek swobodny i ruch po równi. Po obliczeniu Ek lub Ep możesz przejść bezpośrednio do powiązanych narzędzi.

Energia kinetyczna – wzór Ek = m·v²/2

Energia kinetyczna to energia związana z ruchem ciała. W szkolnych zadaniach najczęściej wystarczy znać masę w kilogramach i prędkość w metrach na sekundę. Wynik otrzymujesz w dżulach.

Ek = m · v² / 2

Najważniejsza rzecz: prędkość jest podniesiona do kwadratu. Jeśli masa się nie zmienia, dwukrotnie większa prędkość oznacza czterokrotnie większą energię, a trzykrotnie większa prędkość – dziewięciokrotnie większą energię.

MasaPrędkośćEnergia kinetyczna
2 kg5 m/s25 J
2 kg10 m/s100 J
2 kg20 m/s400 J

Energia potencjalna – wzór Ep = mgh

Energia potencjalna grawitacji zależy od masy, przyspieszenia grawitacyjnego oraz wysokości względem wybranego poziomu odniesienia.

Ep = m · g · h

W zadaniach szkolnych może być podane g = 10 m/s². Zawsze używaj wartości z treści zadania.

Ciekawostka

Przy swobodnym spadku bez oporu powietrza masa skraca się z równania mgh = mv²/2. Dlatego w idealnym modelu prędkość uzyskana po spadku z danej wysokości nie zależy od masy ciała.

Energia mechaniczna i zasada zachowania energii

Energia mechaniczna jest sumą energii kinetycznej i potencjalnej:

E = Ek + Ep

Jeżeli pomijamy tarcie i opór powietrza, całkowita energia mechaniczna nie zmienia się między dwoma punktami:

Ek₁ + Ep₁ = Ek₂ + Ep₂

To właśnie ten zapis wykorzystuje tryb „oblicz v₂” i „oblicz h₂”. Jeśli w zadaniu pojawia się tarcie lub opór, trzeba uwzględnić pracę sił niekonserwatywnych albo straty energii.

Prędkość z energii kinetycznej i wysokość z energii potencjalnej

Prędkość z Ek

v = √(2Ek / m)

Po przekształceniu wzoru na energię kinetyczną prędkość obliczamy jako pierwiastek z ilorazu 2Ek i masy.

Wysokość z Ep

h = Ep / (m · g)

Po przekształceniu wzoru na energię potencjalną wysokość obliczamy, dzieląc Ep przez iloczyn m·g.

Jednostka energii: J, kJ, MJ, Wh i kWh

Podstawową jednostką energii w układzie SI jest dżul (J). Przy większych wartościach wygodnie używać kJ i MJ. W energetyce częściej spotkasz Wh i kWh.

JednostkaPrzeliczenie
1 kJ1000 J
1 MJ1 000 000 J
1 Wh3600 J
1 kWh3 600 000 J = 3,6 MJ

Najczęstsze błędy w zadaniach z Ek i Ep

  • km/h zamiast m/s – przed ręcznym podstawieniem do Ek podziel km/h przez 3,6.
  • brak kwadratu prędkości – we wzorze jest v², a nie v.
  • zły poziom odniesienia dla Ep – wysokość musi być liczona względem przyjętego h = 0.
  • zachowanie energii mimo tarcia – gdy są straty, Ek + Ep nie musi pozostać stałe.
  • mieszanie jednostek – masa w kg, wysokość w m, prędkość w m/s.

Zadania z energii kinetycznej i potencjalnej

Po przećwiczeniu wzorów w kalkulatorze przejdź do pełnego testu z losowanymi danymi. Zadania obejmują Ek = mv²/2, Ep = mgh, energię mechaniczną, zasadę zachowania energii, spadek, rzut pionowy oraz zamianę jednostek.

Kiedy energia mechaniczna nie jest zachowana?

W realnym ruchu część energii może zostać zamieniona w ciepło, dźwięk lub odkształcenie. Jeśli w zadaniu występuje tarcie, opór powietrza albo sprawność mniejsza od 100%, nie wystarczy samo równanie E₁ = E₂.

Wtedy przydaje się kalkulator tarcia oraz kalkulator pracy, mocy i energii, ponieważ straty można opisać jako pracę sił oporu.

Wskazówka od KalkulatorXXL

Jeśli masz krótkie zadanie „oblicz energię kinetyczną”, wybierz pierwszy tryb i wpisz tylko masę oraz prędkość. Jeśli zadanie mówi „ciało spada bez oporów”, przełącz kalkulator na zachowanie energii. Nie wpisuj wszystkich danych naraz, jeśli nie są potrzebne do danego wzoru.

Cała fizyka w jednym miejscu: Akademia fizyki – wzory, zadania i kalkulatory łączy kinematykę, dynamikę, energię, pęd, hydrostatykę, prąd elektryczny, fale, akustykę i optykę z tablicami wzorów oraz poradnikami do zadań.

Tablica wzorów do pracy, mocy i energii

Jeśli potrzebujesz wszystkich podstawowych zależności w jednym miejscu, otwórz tablicę pracy, mocy i energii. Zestawia wzory, jednostki i typowe przekształcenia używane w zadaniach szkolnych.

FAQ – energia kinetyczna, potencjalna i mechaniczna

Użyj wzoru Ek = m·v²/2. Masę podstaw w kilogramach, a prędkość w m/s. Wynik otrzymasz w dżulach.

Wzór to Ek = m·v²/2, czyli połowa masy pomnożona przez kwadrat prędkości.

Dla energii potencjalnej grawitacji blisko powierzchni Ziemi użyj Ep = m·g·h, gdzie h jest wysokością względem wybranego poziomu odniesienia.

Ep oznacza energię potencjalną, m masę, g przyspieszenie grawitacyjne, a h wysokość. Wynik w układzie SI jest podawany w dżulach.

Podziel prędkość w km/h przez 3,6. Na przykład 72 km/h to 20 m/s. Kalkulator może wykonać to przeliczenie automatycznie.

Tak wynika ze wzoru Ek = m·v²/2. Przy tej samej masie dwukrotnie większa prędkość daje czterokrotnie większą energię kinetyczną.

Przekształć wzór do postaci v = √(2Ek/m). Musisz znać energię kinetyczną i masę.

Przekształć wzór Ep = m·g·h do postaci h = Ep/(m·g).

Energia mechaniczna jest sumą energii kinetycznej i potencjalnej: E = Ek + Ep.

Jeśli pomijamy tarcie, opór powietrza i inne straty, suma Ek + Ep jest taka sama w punkcie początkowym i końcowym.

Prosty bilans bez strat nie wystarcza, gdy występuje tarcie, opór powietrza, napęd albo inna praca sił zewnętrznych. Wtedy trzeba uwzględnić dodatkową pracę lub straty.

W idealnym modelu bez oporów masa skraca się w równaniu mgh = mv²/2, więc prędkość po spadku z tej samej wysokości nie zależy od masy.

1 kWh to 3 600 000 J, czyli 3,6 MJ.

Podstawową jednostką energii kinetycznej w układzie SI jest dżul, oznaczany symbolem J.

Najczęstsze błędy to wpisanie km/h bez przeliczenia na m/s oraz pominięcie kwadratu prędkości we wzorze Ek = m·v²/2.