功与能量计算器（功、动能与势能）
切换三种公式计算功（W=Fd）、动能（KE=1/2mv²）和势能（PE=mgh）。
功与能量的计算
物理中所说的「功」，是施力使物体移动时，该力传递给物体的能量。公式为 W = Fd，**成立的前提是力的方向与移动的方向一致**。提着重物站着不动时，手臂虽会酸，但物体并未移动，因此在物理上并没有做功。这种与直觉的落差，往往是初学时的第一道坎。
能量分为因运动而具有的动能（KE = ½mv²）与因位置而具有的位能（PE = mgh）。**动能与速度的平方成正比**这一点至关重要——速度变为两倍，能量便变为四倍。刹车距离随速度的平方增长，正是这个缘故。本工具可在三个公式间切换，并可选择要求解哪一个量，因此无须自行移项即可求出未知数。
计算的步骤
- 选择公式 在功、动能、位能之中择一。
- 选择要求解的量 例如由动能反推速度，这样的方向同样可以计算。
- 输入已知的数值 质量以 kg、距离与高度以 m、速度以 m/s、力以 N 为基本单位。
- 查看结果 能量与功的单位同样以焦耳（J）显示。
用好本工具的小技巧
- 通过顶部的按钮可以切换「功」「动能」「势能」三种公式。选择要计算的值后，会显示其余两个输入框。
- 功的公式（W=Fd）适用于施加的力方向与物体移动方向一致的情况。如果力的方向与移动方向不同，则需要使用力在移动方向上的分量（F×cosθ）。
- 动能（KE=1/2mv²）与物体速度的平方成正比，因此速度提高到2倍时，动能会增加到4倍。这一关系在计算汽车制动距离时也非常重要。
- 势能（PE=mgh）是一个相对量，其数值取决于基准高度（h=0）的位置。本工具以地面为基准（h=0）进行标准计算。
这些场景会用到
物理作业与备考
输入数值相互印证，即可检查公式移项是否出错。
估算坠落的危险
可由高度与质量粗估物体自高处落下时所具有的能量。
理解速度与冲击的关系
改变速度对照动能，便能用数字体会到它按平方起作用。
求出抬升所需的功
可估计把物品抬到一定高度所需的最低能量。
力学的术语
- 功（W）
- 力传递给物体的能量。**当力的方向与移动方向垂直时，功为0。**
- 动能（KE）
- 运动中的物体所具有的能量，以 ½mv² 表示。**与速度的平方成正比。**
- 位能（PE）
- 因高度而储存的能量，以 mgh 表示。取作基准的高度不同，数值也会改变。
- 焦耳（J）
- 能量与功的单位。1J 相当于以1N的力使物体移动1m所做的功。
- 重力加速度（g）
- 在地球上约为 9.8 m/s²，用于位能的计算。
- 力学能守恒
- 在没有摩擦等因素时，动能与位能之和保持不变的定律。
常见问题
闲话 ― 「能量」这一概念是何时诞生的
我们如今理所当然使用的「能量」这一统一概念，实际上直到19世纪才在科学界真正确立下来。在此之前的牛顿力学时代，「力」与「运动」虽被广泛讨论，但将动能与势能作为一个共同的「能量」量来处理，并明确表述其守恒定律，却花费了很长的时间。
19世纪中叶，能量单位「焦耳」的命名来源——詹姆斯·普雷斯科特·焦耳，通过精密实验证明了力学功与热可以相互转化，为能量守恒定律（热力学第一定律）的确立做出了重大贡献。他的实验十分朴实：通过让重物下落做功来搅拌水，并精密测量水温的微小上升。
动能、势能、热、电能、化学能等看似不同的现象，都能以「能量」这一共同的量进行转化与守恒，这一思想成为此后物理学、化学、工程学各个领域的基础。现代发电厂（势能→动能→电能）以及汽车发动机（化学能→热→动能），也都建立在这种能量转化的思想之上。