Rechner für die potentielle Gravitationsenergie

Rechner-Benutzeroberfläche

Berechnen Sie

Masse m (kg)

Schwerkraft g (m/s²)

Höhe h (m)

Geben Sie die oben genannten Werte ein, um

zu berechnen Berechnen Sie Zurücksetzen

So wird

1

berechnet PE = m × g × h

2

m in kg, g in m/s², h in Metern (relativ zum Referenzpegel)

3

Ergebnis in Joule

Formel und Variablen

Formel

PE = mgh

Variablentabelle

Theorie-Link

→ Artikel zur Energieeinsparung

Interpretations- und Nutzungshinweise

So verwenden Sie diesen Rechner

Dieser Rechner für die potenzielle Gravitationsenergie wurde für schnelle physikalische Überprüfungen und die Überprüfung bearbeiteter Probleme entwickelt. Geben Sie Werte in den neben jeder Eingabe angezeigten Einheiten ein und vergleichen Sie dann das Ergebnis mit der Formel und der Variablentabelle, bevor Sie es in einer längeren Lösung verwenden. Das Rechnen übernimmt der Taschenrechner, die Physik hängt aber immer noch von der Wahl eines zur Situation passenden Modells ab.

Identifizieren Sie zunächst das System, die bekannten Mengen und die Menge, die Sie finden möchten. Wenn ein Wert in einer Nicht-SI-Einheit angegeben wird, konvertieren Sie ihn vor der Ersetzung. Eine korrekte numerische Antwort mit gemischten Einheiten kann immer noch physikalisch falsch sein, insbesondere wenn es um quadratische Einheiten, inverse Sekunden, Ladungen, Temperaturen oder Entfernungen geht.

Annahmen und Grenzen

Die Formel PE = mgh ist ein Modell, keine universelle Beschreibung jedes möglichen Falles. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Größen in der Variablentabelle die relevanten Größen für das Problem sind und dass versteckte Effekte entweder vernachlässigbar sind oder bereits in den Eingaben enthalten sind. Wenn Reibung, Widerstand, relativistische Geschwindigkeiten, sich ändernde Felder, nicht konstante Temperaturen oder geometriespezifische Effekte eine Rolle spielen, prüfen Sie, ob ein vollständigeres Modell erforderlich ist.

Verwenden Sie das Ergebnis als Größen- und Einheitenprüfung. Fragen Sie, ob die Antwort das richtige Vorzeichen hat, ob sie wächst oder schrumpft, wenn sich eine Eingabe ändert, und ob die Grenzfälle sinnvoll sind. Oft reicht es aus, eine Eingabe auf Null zu setzen, eine Menge zu verdoppeln oder einen sehr großen Wert zu verwenden, um einen Formelwahl- oder Einheitenfehler zu erkennen, bevor es zu einer endgültigen Antwort kommt.

Ausgearbeitetes Beispiel

Ausgearbeitetes Beispiel

Häufige Fehler

Häufige Fehler

• PE = mgh gilt nur in der Nähe der Erdoberfläche, wo g ungefähr konstant ist
• Für große Entfernungen verwenden Sie PE = −GMm/r
• h wird relativ zu einem gewählten Referenzniveau gemessen (PE ist relativ, nicht absolut)

Verwandte

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FAQ

Häufig gestellte Fragen

Ist potentielle Energie absolut?

Nein – nur Unterschiede im Sportunterricht sind wichtig. Sie wählen eine Referenzebene (häufig den Boden), bei der PE = 0.

Wann schlägt PE = mgh fehl?

Wenn die Höhe im Vergleich zum Erdradius groß ist, variiert g. Dann verwenden Sie PE = −GMm/r.