حاسبة الطاقة

الطاقة هي القدرة على بذل شغل أو إحداث تغيير. توجد في أشكال عديدة: حركية (الحركة)، وضعية (الموضع)، حرارية، كيميائية، كهربائية ونووية. تُقاس بالجول (J) في النظام الدولي للوحدات. مبدأ أساسي هو أن الطاقة لا تُخلق ولا تُفنى—بل تتحول فقط من شكل إلى آخر (حفظ الطاقة).

تُحسب الطاقة الحركية باستخدام KE = ½mv²، حيث m الكتلة بالكيلوغرام وv السرعة بالمتر/الثانية. النتيجة بالجول. مثال: كرة 2 كغ تتحرك بسرعة 10 م/ث لها KE = ½ × 2 × 10² = 100 جول. تزداد الطاقة الحركية بمربع السرعة—مضاعفة السرعة تضاعف الطاقة أربع مرات.

تُحسب طاقة الوضع الجاذبية باستخدام PE = mgh، حيث m الكتلة بالكغ، g تسارع الجاذبية (9.81 م/ث² على الأرض)، وh الارتفاع بالمتر. مثال: جسم 5 كغ على ارتفاع 10 م له PE = 5 × 9.81 × 10 = 490.5 جول. تتحول هذه الطاقة إلى حركية عند سقوط الجسم.

الشغل (W) هو نقل الطاقة عندما تحرك قوة جسماً: W = F × d × cos(θ)، حيث F القوة بالنيوتن، d المسافة بالمتر، وθ الزاوية بين القوة والحركة. الشغل والطاقة لهما نفس الوحدات (جول). عندما تبذل 100 جول من الشغل على جسم، تنقل إليه 100 جول من الطاقة.

تحويلات شائعة: 1 كيلوجول (kJ) = 1,000 جول. 1 سعرة حرارية (cal) = 4.184 جول. 1 كيلو سعرة (kcal) = 4,184 جول. 1 كيلوواط ساعة (kWh) = 3,600,000 جول. 1 إلكترون فولت (eV) = 1.602 × 10⁻¹⁹ جول. في فواتير الكهرباء، كيلوواط ساعة هي المعيار—1 kWh يمكنها تشغيل مصباح 100 واط لمدة 10 ساعات.