动能势能计算器
科学工程Ek=½mv² · Ep=mgh · 能量类比
答案速览
60kg 人 10m/s 冲刺：Ek=3000J≈0.72g TNT；车速翻倍动能 4 倍；10 米跳台入水约 50km/h。
kg
m/s
求动能 KE
386.42 kJ
计算步骤
- 1KE = ½ × m × v²
- 2v = 27.8 m/s = 100.1 km/h
- 3KE = 0.5 × 1000 × 27.8² = 386420.0 J
- 4注意：速度翻倍能量翻四倍——这就是超速致命的原因。
碰撞能量：速度 vs 质量
| 场景 | 质量 | 速度 | 动能 |
|---|---|---|---|
| 轿车 1500 kg / 50 km/h | 1500 kg | 13.9 m/s | 145 kJ |
| 轿车 1500 kg / 100 km/h | 1500 kg | 27.8 m/s | 580 kJ |
| 轿车 1500 kg / 120 km/h | 1500 kg | 33.3 m/s | 832 kJ |
| 货车 10 吨 / 60 km/h | 10000 kg | 16.7 m/s | 1.39 MJ |
| 行人被 40 km/h 撞击 | — | 11.1 m/s | 致死风险约 10% |
| 行人被 60 km/h 撞击 | — | 16.7 m/s | 致死风险约 80% |
能量随速度平方增长：100 km/h 的能量是 50 km/h 的 4 倍而非 2 倍，刹车距离同样按 v² 放大。这个平方关系正是市区限速能救命的原因——行人被 30 km/h 撞击通常能生还，60 km/h 则很难。
这个工具对你有帮助吗？
怎么用
- 动能模式：输入质量与速度，Ek = ½mv²（速度单位支持 m/s 与 km/h）。
- 势能模式：输入质量与高度，Ep = mgh（g 取 9.8）。
- 看能量类比：自动折合 TNT 克数、60kg 成人等效落高、千瓦时。
- 典型场景：碰撞能量、跳水入水速度、过山车设计估算。
核心要点
- 速度是平方项：车速翻倍，碰撞能量变 4 倍——这是"十次事故九次快"的物理学注脚。
- 动能势能互相转化：自由落下 h 米，v=√(2gh)——10 米跳台入水约 14 m/s（50 km/h）。
- 能量量级锚点：1g TNT=4184J；60kg 人百米冲刺约 3000J ≈ 0.72g TNT。
- 过山车守恒律：不计摩擦时任意点 ½mv²+mgh = 常数，最高点速度由落差唯一决定。
原理与公式
动能与重力势能
动能 Ek = ½mv²（速度平方——翻倍速度 = 4 倍能量）
重力势能 Ep = mgh（g 取 9.8 m/s²）
能量类比：1g TNT = 4184 J；1 kWh = 3.6×10⁶ J
守恒：自由落下 h 米，mgh 全部转为 ½mv²，v = √(2gh)
示例：60kg 成人 10m/s 冲刺：Ek = 3000 J ≈ 0.72g TNT ≈ 从 5.1 米落下的势能。
常见问题
子弹动能为什么那么夸张？
步枪子弹约 8g、800 m/s：Ek = ½×0.008×800² = 2560J——一颗子弹≈成人全力冲刺的能量，集中于 0.5cm²。
汽车 120km/h 撞墙多大能量？
1.5 吨轿车：½×1500×33.3² ≈ 832kJ ≈ 200g TNT。安全带+气囊把冲击分散到 0.1 秒以上，是生还关键。
从多高跳水会有危险？
10 米跳台入水约 50km/h，姿势正确才安全；20 米以上（约 72km/h）非专业极易受伤，50 米+可致命。
g 为什么取 9.8？
标准重力加速度 9.80665 m/s²，工程估算取 9.8；赤道 9.78、两极 9.83，差异 <0.5%。
相关工具
相关指南
来源与更新
公式遵循经典力学标准定义（Ek=½mv²、Ep=mgh）；能量类比按 1g TNT=4184J 折算。
最近更新：
本页公式与内容经一键算团队复核，仅供学习参考，实际业务请以官方口径为准。
内容由一键算编辑团队维护并定期复核，更新与审核流程见编辑规范。
引用本页：一键算. 动能势能计算器[EB/OL]. https://www.yijiansuan.com/c/science/kinetic
本工具提供的结果仅供参考，不构成任何专业建议，请以官方核算为准。