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自由落体计算器

科学工程

高度↔时间↔落地速度 · 多星球 g

答案速览

h = ½gt²:地球 1 秒落 4.9m、末速 9.8m/s;v = √(2gh) 与质量无关;月球重力仅地球 1/6。

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怎么用

  1. 选场景:高度求时间/末速,或时间求下落距离/末速。
  2. 输入数值:高度(米)或时间(秒)。
  3. 选星球:地球 9.8、月球 1.62、火星 3.71 等重力加速度。
  4. 忽略空气阻力:结果适用于真空/低速近似。

核心要点

  • h = ½gt²:地球 1 秒下落 4.9 米、2 秒 19.6 米、3 秒 44 米——平方增长极快。
  • v = gt:落地速度只与高度有关(v = √(2gh)),与质量无关(伽利略斜塔实验)。
  • 跳楼高度感受:10 米(3 楼)落地约 50km/h、30 米约 87km/h——高空坠物杀伤力按此理解。
  • 终速极限:现实中空气阻力使人体自由落体终速约 53–55m/s(俯卧姿态),超高空跳伞才会触及。

原理与公式

自由落体(忽略空气阻力,g = 9.807 m/s²)

速度 v = g·t
高度 h = ½g·t²
互推:t = √(2h/g),v = √(2gh)

不同天体 g 值:地球 9.807、月球 1.62(地球的 1/6)、火星 3.71、木星 24.79。

示例:100 m 自由落体 → t = √20.39 ≈ 4.52 s,落地速度 44.3 m/s ≈ 159 km/h。现实中空气阻力使人体终端速度约 53 m/s——雨滴不会砸伤人正是因为终端速度低。

常见问题

重物和轻物真的一样快吗?
真空中完全一样(伽利略/阿波罗 15 号锤羽实验)。空气中羽毛慢是因为阻力,不是质量。日常小尺度、高密度物体可忽略阻力。
从 100 米落下多久着地?
t = √(2×100/9.8) ≈ 4.52 秒,末速约 44.3m/s ≈ 160km/h(无阻力口径,实际略慢)。
月球上跳多高?
同样起跳速度,高度是地球的 9.8/1.62 ≈ 6 倍。自由落体同样慢 6 倍,阿波罗影像的"慢动作"即由此来。
雨滴为什么砸不伤人?
雨滴质量小、阻力大,下落几秒内即达终速(约 9m/s),动能微乎其微——自由落体公式只在前几秒成立。

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来源与更新

公式 h=½gt²、v=gt=√(2gh) 为匀加速运动标准式,忽略空气阻力;星球 g 值取标准表面重力。

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引用本页一键算. 自由落体计算器[EB/OL]. https://www.yijiansuan.com/c/science/free-fall

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