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⛰️ 位置エネルギーの計算

質量・高さから重力による位置エネルギーを計算

U = m g h

数値を入力

位置エネルギー U
U = m g h
別の単位
指数表記
📘 公式と単位の説明

地表付近で高さ h にある質量 m の物体がもつ重力による位置エネルギーは次式で求められます。

U = m g h

基準面の取り方で U の値は変わります(基準面で U=0)。1 J = 1 kg·m²/s² です。

例:m=2 kg, h=5 m, g=9.8 m/s² → U = 2 × 9.8 × 5 = 98 J。数値を入力すると即時に計算します。

📖 位置エネルギーの使い方と解説

高い場所にある物体が持つエネルギー(重力による位置エネルギー)を、質量と高さから計算するツールです。物理の宿題の検算や、落下・揚水・ダムなどのエネルギー量をざっくり把握したいときに使えます。

使い方

計算のしくみ・計算式

重力による位置エネルギー U は、次の式で求めます。

U = m × g × h
m:質量(kg)、g:重力加速度(約9.8 m/s²)、h:高さ(m)

質量が大きいほど、また高い位置にあるほど位置エネルギーは大きくなります。たとえば2 kgの物体を5 mの高さに持ち上げた場合、U = 2 × 9.8 × 5 = 98 J です。この98 Jは、その物体を持ち上げるために必要だった仕事の量と等しく、落下させればそのまま運動エネルギーに変わります。

よくある質問

Q. 重力加速度gはいくつを使えばいい?

A. 地表付近では約9.8 m/s²を使うのが一般的です。概算では9.81や、ざっくり10を使うこともあります。月面では約1.6 m/s²と小さく、同じ高さでも位置エネルギーは約6分の1になります。

Q. 高さの基準(ゼロの位置)はどこにすればいい?

A. 位置エネルギーは基準面からの相対的な値なので、自分で都合のよい場所をゼロに決めて構いません。問題で「地面を基準とする」とあれば地面、机の上での実験なら机の面を基準にします。重要なのは始めと終わりで同じ基準を使うことです。

Q. 重さ(重量)と質量は同じ?

A. 厳密には異なります。質量(kg)は物体そのものの量で場所によらず一定、重量(N)は質量に重力加速度を掛けた力です。この計算では質量をkgで入力してください。

知っておくと役立つこと

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※計算結果は目安です。正確な判断は公的機関・専門家にご確認ください。