احسب طاقة الوضع الجذبية أو الكتلة أو الارتفاع باستخدام PE = m × g × h.
📂 الفيزياءعبّئ الحقول الموجودة على يمين الصفحة بالقيم المطلوبة، ثم اضغط الزر لرؤية النتيجة فورًا. لا حاجة للتسجيل، ولا تُرسَل أي بيانات لأي خادم — كل الحساب يتم داخل متصفحك مباشرة.
طاقة الوضع الجذبية هي الطاقة المخزّنة في جسم بسبب موضعه عند ارتفاع معيّن داخل مجال جذبية، وتُحسَب بالمعادلة PE = m × g × h، حيث m كتلة الجسم، وg تسارع الجاذبية (نحو 9.81 m/s² على سطح الأرض)، وh ارتفاع الجسم فوق نقطة مرجعية (عادةً الأرض). وحدة طاقة الوضع الدولية هي الجول (J)، وهي نفس وحدة الطاقة الحركية، لأن الاثنتين يمكن أن تتحوّلا إلى بعضهما — كما يحدث عندما يسقط جسم من ارتفاع معيّن، حيث تتحوّل طاقة الوضع تدريجيًا إلى طاقة حركية بينما يبقى إجمالي الطاقة الميكانيكية (بافتراض عدم وجود احتكاك أو مقاومة هواء) ثابتًا طوال السقوط. تتيح هذه الحاسبة إيجاد أي واحدة من الكميات الثلاث (الطاقة أو الكتلة أو الارتفاع) مع إمكانية تعديل قيمة الجاذبية g للحسابات على كواكب أخرى أو تحت ظروف جذبية مختلفة. يُستخدَم هذا المفهوم في تصميم السدود الكهرومائية والمصاعد وأنظمة تخزين الطاقة بالضخ، حيث تُصمَّم فروقات الارتفاع عمدًا لتخزين وإطلاق كميات كبيرة من الطاقة عند الطلب.
تلتقط طاقة الوضع الجذبية فكرة فيزيائية مفيدة فعليًا: رفع جسم ضد الجاذبية يتطلب أداء شغل ضد ذلك السحب الجذبي، وذلك الشغل المُستثمَر لا يختفي — يُخزَّن في موضع الجسم المرتفع، جاهزًا ليُطلَق مع سقوط الجسم مرة أخرى للأسفل.
علاقة الطاقة المخزَّنة والمُطلَقة هذه هي تحديدًا سبب مشاركة طاقة الوضع والطاقة الحركية الوحدة نفسها (الجول) وتحوّلهما بنظافة بينهما: جسم عند ارتفاع h له طاقة وضع mgh وطاقة حركية صفر عند الراحة، لكن مع سقوطه، تتحوّل طاقة الوضع تلك تدريجيًا لطاقة حركية، مع بقاء الإجمالي (بافتراض عدم وجود مقاومة هواء) ثابتًا بالضبط طوال السقوط — تجسيد نظيف لقانون حفظ الطاقة الميكانيكية الأوسع.
توليد الطاقة الكهرومائية هو أساسًا تحويل طاقة وضع جذبية على مستوى صناعي: يحتجز سد ماءً على ارتفاع خلفه، مُمثِّلًا طاقة وضع مخزَّنة هائلة عبر كتلة الماء المتضمَّنة، وإطلاق ذلك الماء عبر توربينات يحوّل طاقة الوضع لطاقة حركية (ماء متحرك) ثم لطاقة كهربائية بينما تُدوِّر التوربينات مولّدات.
تأخذ أنظمة تخزين الطاقة الكهرومائية بالضخ هذا خطوة أبعد كتقنية تخزين طاقة واسعة النطاق حقيقية: خلال فترات فائض إمداد الكهرباء (كالليل حين يكون الطلب منخفضًا)، تستخدم هذه الأنظمة تلك الطاقة الكهربائية الفائضة لضخ الماء صعودًا لخزان مرتفع، مُحوِّلة عمدًا الطاقة الكهربائية لطاقة وضع جذبية مخزَّنة. لاحقًا، خلال فترات طلب كهرباء مرتفع، يُطلَق ذلك الماء المخزَّن مرة أخرى للأسفل عبر توربينات، مُحوِّلًا طاقة الوضع مرة أخرى لكهرباء تحديدًا عند الحاجة إليها — ما يجعل التخزين بالضخ من أنضج تقنيات تخزين الطاقة بمقياس الشبكة وأكثرها انتشارًا تحديدًا لأنها تستفيد من هذه العلاقة الجذبية البسيطة على نطاق ضخم.
يتعامل تصميم المصاعد أيضًا مباشرة مع طاقة الوضع الجذبية: تكسب عربة مصعد محمَّلة طاقة وضع معتبرة مع صعودها، وتستخدم أنظمة المصاعد المُصمَّمة جيدًا موازنات (تنخفض مع صعود العربة، والعكس) خصيصًا لتقليل الطاقة الصافية التي يجب أن يوفّرها المحرك، لأن طاقة الوضع المتغيّرة للموازنة تُعوِّض جزئيًا طاقة العربة، مما يجعل النظام الكلي أكثر كفاءة في استخدام الطاقة بشكل معتبر من رفع وزن العربة الكامل ضد الجاذبية دون أي آلية موازنة.
يُقاس الارتفاع نسبيًا إلى أي نقطة مرجعية تختارها (عادةً الأرض أو أدنى نقطة في الحركة) — طاقة الوضع نسبية دائمًا، لا مطلقة.
الجاذبية القياسية على الأرض (9.81 m/s²) هي القيمة الافتراضية، لكن المعادلة تعمل بنفس الطريقة لتسارعات جذبية أخرى، كتسارع القمر (~1.62 m/s²) أو المريخ (~3.71 m/s²).
في غياب الاحتكاك أو مقاومة الهواء، تتحوّل طاقة الوضع إلى طاقة حركية أثناء سقوط الجسم، وفقًا لمبدأ حفظ الطاقة الميكانيكية (يبقى مجموعهما ثابتًا).