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🧮 Work Energy Theorem 計算機

專業免費的 Work Energy Theorem 計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
40 焦耳(J)
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是功能能量定理?

功能能量定理(work-energy theorem)指出:作用在物體上的淨功,等於該物體動能的變化量。以數學式表示即為 W_{net} = Δ KE = ((1) ÷ (2)) m(v_f^{2} - v_i^{2})。這是古典力學中的一條通則——無論作用力是什麼,只要知道物體的質量及速度如何改變,這個關係就成立。

如何使用本計算機

請輸入三個數值:物體的質量(單位:公斤)、初速度與末速度(單位:公尺每秒)。計算機會回傳以焦耳為單位的淨功,同時列出初動能與末動能,讓你清楚看見能量是如何變化的。結果為正,代表外界對物體做了淨功(物體加速);結果為負,則代表物體對外界做功(物體減速)。

公式說明

動能的計算式為 KE = ((1) ÷ (2))mv^{2}。作用在物體上的所有力所做的總功,會改變這份動能。將末動能減去初動能,就得到淨功:

((1) ÷ (2))mv_f^{2} - ((1) ÷ (2))mv_i^{2} = ((1) ÷ (2))m(v_f^{2} - v_i^{2})

由於功與能量採用相同的單位,兩者都以焦耳(J)來衡量。

實例演算

一輛 2 公斤的台車,速度由 3 m/s 加速到 7 m/s。初動能 = ((1) ÷ (2)) × 2 × 3^{2} = 9\ J;末動能 = ((1) ÷ (2)) × 2 × 7^{2} = 49\ J;淨功 = 49 - 9 = 40 J。也就是說,為了讓這輛台車加速,外界對它做了 40 焦耳的淨功。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

功可以是負值嗎?
可以。若末速度小於初速度,ΔKE 就會是負值,代表淨力與運動方向相反(例如摩擦力或煞車)。
方向會影響結果嗎?
本定理使用的是速度的平方,因此只有速度的大小會影響動能。速度的正負號與方向並不會改變計算結果。
該使用什麼單位?
質量請以公斤、速度請以公尺每秒為單位,如此得到的功才會以焦耳(焦耳為國際單位制 SI 的能量單位)表示。