Kalkulator Tenaga Kinetik: Kira Tenaga, Jisim, Kelajuan
Kira tenaga kinetik daripada jisim dan kelajuan, atau cari jisim atau kelajuan berdasarkan tenaga yang diketahui. Menyokong kg, paun, m/s, mph, km/j, kaki/s dan knot.
Kinetic Energy Calculator
Kinetic energy is the energy a body carries because it is moving. Fill in two of the three fields, leave the third blank, and the blank one is worked out.
Dokumentasi
Kalkulator Tenaga Kinetik
Tenaga kinetik ialah tenaga yang dimiliki oleh suatu jasad kerana jasad itu bergerak. Kalkulator ini mengira tenaga tersebut daripada jisim dan kelajuan jasad, dan juga berfungsi secara terbalik: dengan tenaga dan salah satu daripada dua angka yang lain, ia mengira angka yang ketiga.
Fungsi kalkulator
Halaman ini mempunyai tiga medan: tenaga kinetik dalam joule, jisim dan kelajuan. Jisim dan kelajuan masing-masing mempunyai menu unit. Dua medan diisi dan satu medan dibiarkan kosong; medan yang kosong itu ialah jawapannya. Ketiga-tiga angka kemudian dipaparkan bersama supaya pasangan yang dimasukkan dapat disemak di sebelah hasilnya.
Jisim boleh dimasukkan dalam kilogram, gram, miligram, tan metrik, paun, auns, stone, tan pendek AS atau tan panjang. Kelajuan boleh dimasukkan dalam meter sesaat, kilometer sejam, batu sejam, kaki sesaat atau knot. Tenaga tidak mempunyai menu unit: nilainya dibaca dan dipaparkan dalam joule.
Sebelum sebarang pengiraan aritmetik dijalankan, jisim ditukar kepada kilogram dan kelajuan kepada meter sesaat oleh daftar unit dikongsi laman ini. Jawapan ditukar semula kepada unit yang dipilih untuk medan tersebut. Hasil dipaparkan sehingga lapan angka bererti. Hanya paparan yang dibundarkan, manakala pengiraan aritmetik menggunakan nilai seperti yang ditaip.
Formula tenaga kinetik
dengan ialah tenaga kinetik dalam joule (J), ialah jisim dalam kilogram (kg) dan ialah kelajuan dalam meter sesaat (m/s).
Hubungan yang sama, apabila disusun semula, memberikan dua jawapan yang lain:
Kelajuan dikuasa duakan manakala jisim tidak. Menggandakan jisim menggandakan tenaga. Menggandakan kelajuan mendarabkannya dengan empat, jadi kereta pada 60 km/h membawa empat kali ganda tenaga kinetik berbanding pada 30 km/h.
Kelajuan di sini ialah magnitud, bukan arah. Entri negatif ditolak dan bukannya dikuasa duakan menjadi nilai positif, manakala punca kuasa dua di atas hanyalah punca tidak negatif.
Pemalar yang tepat
Setiap penukaran pada halaman ini ialah takrif, bukan pengukuran, jadi eksperimen yang lebih baik tidak akan mengubahnya.
| Pemalar | Nilai | Tepat? | Sumber |
|---|---|---|---|
| Separuh dalam formula | 1/2 | tepat; ia ialah nombor, bukan pengukuran | Halliday, Resnick dan Walker, Fundamentals of Physics, teorem kerja-tenaga |
| Joule | 1 kg⋅m²/s² | tepat berdasarkan takrif unit terbitan SI | Risalah SI, edisi ke-9 |
| Paun | 0.45359237 kg | tepat mengikut takrif | Perjanjian Ela dan Paun Antarabangsa 1959; NIST SP 811, Lampiran B |
| Auns, stone, tan pendek, tan panjang | 1/16 lb, 14 lb, 2,000 lb, 2,240 lb | tepat; setiap satunya mengikut takrif paun | NIST SP 811, Lampiran B |
| Tan metrik | 1,000 kg | tepat mengikut takrif | Risalah SI, edisi ke-9 |
| Batu sejam | 0.44704 m/s | tepat; satu batu ialah 1,609.344 m berdasarkan takrif | Perjanjian 1959; NIST SP 811, Lampiran B |
| Kaki sesaat | 0.3048 m/s | tepat mengikut takrif | Perjanjian 1959; NIST SP 811, Lampiran B |
| Knot | 1,852 m sejam | tepat; batu nautika ialah 1,852 m berdasarkan takrif | Persidangan Hidrografi Antarabangsa, Monaco, 1929 |
| Kilometer sejam | 1,000 m sejam | tepat mengikut takrif | Risalah SI, edisi ke-9 |
Dua daripada unit ini tidak mempunyai bentuk perpuluhan tepat apabila ditulis sesaat, kerana 3,600 tidak membahagi 1,000 atau 1,852 secara sama rata. Daftar itu mengekalkan setiap unit sebagai pembahagian tersebut dan bukannya menyimpan perpuluhan yang dipotong.
Contoh yang diselesaikan
Sebuah kereta berjisim 1,500 kg yang bergerak pada 72 km/h.
Kelajuan 72 km/h ialah 72 didarab dengan 1,000 dan dibahagi dengan 3,600, iaitu tepat 20 m/s. Kuasa dua 20 ialah 400. Mendarabkan dengan 1,500 memberikan 600,000. Separuh daripadanya ialah 300,000, jadi kereta itu membawa 300,000 J, atau 300 kilojoule.
Angka yang sama apabila dikira secara terbalik. Biarkan kelajuan kosong dan masukkan 300,000 J bersama 1,500 kg: menggandakan tenaga memberikan 600,000, membahagikannya dengan jisim memberikan 400, dan punca kuasa dua 400 ialah 20 m/s, yang dipaparkan sebagai 72 km/h. Jika medan jisim pula dibiarkan kosong: 300,000 dibahagi dengan 20 dua kali memberikan 750, dan menggandakannya memberikan 1,500 kg.
Kes yang kelihatan lebih bulat tetapi tidak menghasilkan nilai genap ialah 1,500 kg pada 100 km/h. Kelajuan itu ialah 27.777… m/s, dan tenaganya ialah 578,703.7 J hingga lapan angka bererti.
Kes imperial, dikira daripada dua pemalar takrif di atas: 1 lb (0.45 kg) pada 1 mph (1.6 km/h). Kuasa dua 0.44704 ialah tepat 0.1998447616. Mendarabkannya dengan 0.45359237 memberikan 0.090648059046229000, dan separuh daripadanya ialah 0.045324029523114500 J. Halaman ini memaparkan 0.04532403 J.
Susunan pengiraan aritmetik
Lapan angka bererti memadai untuk menunjukkan kesan pembundaran, jadi setiap bentuk ditulis supaya saling menyingkirkan dengan tepat pada nilai bulat.
Tenaga dikira sebagai jisim didarab dengan kelajuan dua kali, kemudian hasil darab itu dibahagi dua. Pembahagian dua adalah tepat dalam aritmetik binari, jadi 2 kg pada 3 m/s memberikan 9 J tanpa digit tambahan.
Jisim dikira dengan membahagikan tenaga dengan kelajuan dua kali dan kemudian menggandakannya, bukannya membahagi dengan kuasa dua kelajuan. Penggandaan adalah tepat, dan dua pembahagian berasingan mengekalkan kelajuan yang kuasa duanya mungkin melimpah atau menjadi sifar dengan sendirinya. Memasukkan semula 9 J pada 3 m/s memberikan tepat 2 kg.
Kelajuan dikira dengan membahagikan tenaga dengan jisim dan menggandakannya sebelum punca kuasa dua diambil. Bagi 9 J dan 2 kg, nilai tepat 9 kekal di bawah tanda punca, lalu tepat 3 m/s terhasil.
Perkara yang ditolak oleh kalkulator
Kotak entri akan menerima sebarang nombor yang ditaip atau ditampal ke dalamnya, jadi semakan yang penting ialah semakan dalam kod pengiraan.
| Keadaan | Sebab tiada jawapan |
|---|---|
| Jisim sifar atau kurang | Sesuatu jasad mempunyai jisim melebihi sifar. |
| Kelajuan negatif | Kelajuan di sini ialah magnitud, bukan arah. |
| Tenaga negatif | Jisim adalah positif dan kuasa dua kelajuan adalah positif, jadi separuh hasil darabnya tidak pernah kurang daripada sifar. |
| Mengira jisim pada kelajuan sifar | Jasad yang pegun tidak mempunyai tenaga kinetik walau apa pun jisimnya, jadi tiada jisim boleh diperoleh daripadanya. Membahagi dengan sifar akan melaporkan infiniti, iaitu jawapan yang salah tetapi kelihatan pasti. |
| Jisim yang dikira menjadi sifar | Tenaga sifar pada kelajuan melebihi sifar memerlukan jasad yang langsung tiada jisim. Tenaga yang sangat kecil berbanding kelajuan juga boleh dibahagi sehingga menjadi sifar walaupun jisim sebenar melebihi sifar. Kedua-duanya bukan jisim yang boleh dilaporkan oleh halaman ini. |
| Jawapan terlalu besar untuk disimpan | Angka tersebut berada di luar julat yang boleh dikendalikan oleh nombor halaman ini, jadi hasilnya bukan tenaga. |
| Unit yang tiada pada halaman | Pautan yang dikongsi atau disunting secara manual boleh menamakan sebarang unit, termasuk unit yang tergolong dalam kuantiti lain. Halaman ini menyatakan perkara itu dan bukannya berhenti berfungsi. |
Dua medan kosong, atau tiada medan kosong, dianggap sebagai panduan dan bukannya ralat. Halaman ini meminta tepat satu medan kosong dan mengira nilai medan itu.
Had penggunaan formula ini
Formula di sini ialah formula klasik dan menerangkan jasad yang bergerak dari satu tempat ke tempat yang lain. Formula ini hampir tepat untuk kelajuan harian. Ia menjadi salah apabila kelajuan menghampiri kelajuan cahaya, apabila ungkapan relativistik diperlukan. Formula ini juga tidak mengambil kira tenaga tambahan yang tersimpan dalam jasad yang berputar, yang dikira secara berasingan sebagai tenaga kinetik putaran.
Soalan lazim
Apakah tenaga kinetik? Tenaga kinetik ialah tenaga yang dimiliki oleh suatu jasad kerana jasad itu bergerak. Jasad yang pegun tidak mempunyai tenaga kinetik. Semakin besar jisim dan semakin laju pergerakannya, semakin banyak tenaga yang dibawanya. Unitnya ialah joule.
Bagaimanakah tenaga kinetik dikira? Darabkan jisim dengan kelajuan, darabkan sekali lagi dengan kelajuan, kemudian bahagikan hasilnya dua. Bagi 1,500 kg pada 20 m/s, 1,500 didarab dengan 20 dan 20 memberikan 600,000, dan separuh daripadanya ialah 300,000 J.
Apakah yang berlaku kepada tenaga kinetik apabila kelajuan digandakan? Nilainya menjadi empat kali ganda kerana kelajuan dikuasa duakan. Sebaliknya, menggandakan jisim hanya menggandakan tenaga. Sebab itulah kelajuan kenderaan lebih mempengaruhi tenaganya berbanding beratnya.
Bolehkah tenaga kinetik menjadi negatif? Tidak. Jisim melebihi sifar dan kuasa dua kelajuan tidak pernah kurang daripada sifar, jadi separuh hasil darabnya juga tidak pernah kurang daripada sifar. Entri tenaga negatif ditolak.
Bagaimanakah kelajuan diperoleh daripada tenaga kinetik yang diketahui? Gandakan tenaga, bahagikan dengan jisim, kemudian ambil punca kuasa dua. Bagi 300,000 J dan 1,500 kg, penggandaan memberikan 600,000, pembahagian memberikan 400, dan punca kuasa dua 400 ialah 20 m/s.
Mengapakah halaman ini tidak mengira jisim apabila kelajuan sifar? Jasad yang pegun mempunyai tenaga kinetik sifar walau apa pun jisimnya, jadi tenaga tidak memberikan maklumat tentang jisim. Tiada nilai yang boleh diperoleh, dan pembahagian yang diperlukan mempunyai sifar sebagai penyebut.