เครื่องคำนวณพลังงาน

พลังงานคือความสามารถในการทำงานหรือก่อให้เกิดการเปลี่ยนแปลง พลังงานมีหลายรูปแบบ: จลน์ (การเคลื่อนที่), ศักย์ (ตำแหน่ง), ความร้อน, เคมี, ไฟฟ้า และนิวเคลียร์ วัดเป็นจูล (J) ในระบบ SI หลักการพื้นฐานคือพลังงานไม่สามารถสร้างหรือทำลายได้—เพียงแปลงจากรูปแบบหนึ่งไปอีกรูปแบบหนึ่ง (กฎการอนุรักษ์พลังงาน)

พลังงานจลน์คำนวณจาก KE = ½mv² โดย m คือมวล (กิโลกรัม) และ v คือความเร็ว (เมตร/วินาที) ผลลัพธ์เป็นจูล ตัวอย่าง: ลูกบอล 2 กก. เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 10 ม./วินาที มี KE = ½ × 2 × 10² = 100 จูล พลังงานจลน์เพิ่มขึ้นตามกำลังสองของความเร็ว—เพิ่มความเร็วเป็นสองเท่า พลังงานจะเพิ่มสี่เท่า

พลังงานศักย์โน้มถ่วงคำนวณจาก PE = mgh โดย m คือมวล (กก.), g คือความเร่งโน้มถ่วง (9.81 ม./วินาที² บนโลก) และ h คือความสูง (เมตร) ตัวอย่าง: วัตถุ 5 กก. ที่ความสูง 10 ม. มี PE = 5 × 9.81 × 10 = 490.5 จูล พลังงานนี้จะเปลี่ยนเป็นพลังงานจลน์เมื่อวัตถุตกลงมา

งาน (W) คือการถ่ายโอนพลังงานเมื่อแรงทำให้วัตถุเคลื่อนที่: W = F × d × cos(θ) โดย F คือแรง (นิวตัน), d คือระยะทาง (เมตร) และ θ คือมุมระหว่างแรงและการเคลื่อนที่ งานและพลังงานมีหน่วยเดียวกัน (จูล) เมื่อคุณทำงาน 100 จูลกับวัตถุ คุณถ่ายโอนพลังงาน 100 จูลให้กับมัน

การแปลงที่พบบ่อย: 1 กิโลจูล (kJ) = 1,000 จูล 1 แคลอรี (cal) = 4.184 จูล 1 กิโลแคลอรี (kcal) = 4,184 จูล 1 กิโลวัตต์-ชั่วโมง (kWh) = 3,600,000 จูล 1 อิเล็กตรอนโวลต์ (eV) = 1.602 × 10⁻¹⁹ จูล ในบิลค่าไฟฟ้า kWh เป็นมาตรฐาน—1 kWh สามารถเปิดหลอดไฟ 100W ได้ 10 ชั่วโมง