自由落体计算器

用它可以快速算出竖直下落或竖直抛出时的落地时间、撞击速度、最高点高度和到达最高点时间。适合作业验算、建立实验直觉,以及做不考虑空气阻力的粗略判断。

单位
cm
m/s
m/s²
示例

从 36 m 高处释放,初始竖直速度为 0,可立即得到落地时间和撞击速度。

Time to impact
2.7091 s
Impact speed
26.5767 m/s

静止下落:撞击速度完全来自重力在起始高度上的加速作用。

这是理想化的无阻力物理结果,仅供作业、实验直觉和粗略核对,不构成安全保证或跌落测试建议。

有帮助吗?

示例

计算方式

公式

y(t)=h+v0t12gt2y(t) = h + v_0 t - \frac{1}{2} g t^2

timpact=v0+v02+2ghgt_{impact} = \frac{v_0 + \sqrt{v_0^2 + 2gh}}{g}

vimpact=v0gtimpactv_{impact} = v_0 - g t_{impact}

tpeak=v0gt_{peak} = \frac{v_0}{g}

hpeak=h+v022gh_{peak} = h + \frac{v_0^2}{2g}

变量

y(t)y(t)

y(t) 表示该科学公式中的一个输入量、中间量或结果量。

hh

高度(m or ft)

v0v_0

速度(m/s or ft/s)

gg

重力加速度(m/s² or ft/s²)

timpactt_{impact}

时间(s)

hpeakh_{peak}

高度(m or ft)

输入起始高度、初始竖直速度和重力。计算器只模拟相对于平坦地面的竖直运动。落地时间取物体接触地面的正根,撞击速度则取该时刻向下速度的大小。

本计算器规定向上为正,重力为恒定向下加速度。它通过取非负根 t = (v_0 + sqrt(v_0^2 + 2gh)) / g 来求解二次方程 0 = h + v_0 t - 1/2 gt^2。随后用 v = v_0 - gt 求得落地速度,并将其大小显示为撞击速度。当 v_0 > 0 时,物体会先上升,在 t_peak = v_0 / g 时到达最高点,高度为 h_peak = h + v_0^2 / (2g)。本页不考虑空气阻力和水平方向运动。

常见问题

01这个计算器解的是什么方程?
它使用 y(t) = h + v0t - 1/2 gt² 描述 1D 竖直运动,并在物体再次到达地面时选取有物理意义的非负根。
02它和抛体运动计算器有什么区别?
这个页面只处理竖直运动,没有发射角、没有水平射程,也没有平地上的 2D 抛物线轨迹。需要同时计算水平和竖直分量时,请使用抛体运动计算器。
03它采用什么符号约定?
向上为正,向下为负。如果你不想自己判断正负,可以切换到“方向 + 大小”的输入方式,让计算器自动生成带符号的速度。
04为什么有时看不到最高点高度和到达最高点时间?
只有初始竖直速度向上时才会显示这些结果。若是静止下落或向下抛出,物体一开始就在最高点,因此没有单独的上升阶段可报告。
05这些结果能用于安全评估或测试吗?
不能。这是理想化的无阻力模型,只适合作业、实验直觉和粗略核对;它不考虑空气阻力、终端速度、地形或材料安全极限。

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