自由落體計算機

這個工具可快速算出垂直落下或垂直拋出時的落地時間、撞擊速度、最高點高度,以及到達最高點所需時間。很適合拿來寫作業、建立實驗直覺,或做不考慮空氣阻力的粗估。

單位
cm
m/s
m/s²
範例

從 36 m 高處放手,初始垂直速度為 0,可立刻算出落地時間與撞擊速度。

Time to impact
2.7091 s
Impact speed
26.5767 m/s

由靜止落下:撞擊速度完全來自重力在起始高度造成的加速。

這是理想化、未考慮空氣阻力的物理結果,僅供作業、實驗直覺與粗估參考,不構成安全保證,也不是落摔測試建議。

有幫助嗎?

範例

計算方式

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}

變數

y(t)y(t)

y(t) 表示這個科學公式中的一個輸入量、中間量或結果量。

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}

時間(s)

hpeakh_{peak}

高度(m or ft)

輸入起始高度、初始垂直速度與重力。計算機只模擬相對於平坦地面的垂直運動。落地時間取物體碰到地面時的正根,撞擊速度則取該時刻向下速度的大小。

此計算機以向上為正方向,並把重力視為固定的向下加速度。它會解二次方程 0 = h + v_0 t - 1/2 gt^2,取非負根 t = (v_0 + sqrt(v_0^2 + 2gh)) / g。接著用 v = v_0 - gt 算出著地時的速度,並以其大小顯示為撞擊速度。若 v_0 > 0,物體會先上升,在 t_peak = v_0 / g 抵達最高點,高度為 h_peak = h + v_0^2 / (2g)。這裡不納入空氣阻力,也不處理水平方向運動。

常見問題

01這個計算機解的是哪個方程?
它使用 y(t) = h + v0t - 1/2 gt² 來描述 1D 垂直運動,並在物體再次回到地面時選擇有物理意義的非負根。
02它和拋體運動計算機有什麼不同?
這一頁只處理垂直運動,沒有發射角、沒有水平射程,也沒有平地上的 2D 拋物線軌跡。若你需要同時計算水平與垂直分量,請改用拋體運動計算機。
03它採用什麼正負號規則?
向上為正,向下為負。如果你不想自己判斷正負,可以切換成「方向 + 大小」的輸入方式,讓計算機自動建立帶符號的速度。
04為什麼有時候看不到最高點高度和到達最高點時間?
只有初始垂直速度是向上時,才會顯示這些結果。若是由靜止落下或往下拋,物體一開始就在最高點,所以沒有額外的上升階段可顯示。
05這些結果可以拿來做安全評估或測試嗎?
不行。這是理想化、未考慮空氣阻力的模型,只適合用於作業、實驗直覺與粗估;它沒有納入空氣阻力、終端速度、地形或材料安全限制。

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