自由落下のパラメータを瞬時に計算 — 速度、時間、距離。重力下で落下する物体のための無料物理計算機。
自由落下計算機を使用すると、一定加速度の古典的な運動学方程式を用いて、重力のみの下で物体がどのように振る舞うかを瞬時に判断できます。物体が落下する高さ、または落下にかかる時間を入力すると、計算機は残りの値 — 落下時間または高さ、および衝突速度 — を、標準的な地球の重力加速度9.81 m/s²(他の惑星や衛星用に調整可能)を使用して計算します。
自由落下は古典力学において最も基本的でエレガントな概念の一つです:空気抵抗やその他の力なしに、重力のみの影響を受ける物体の運動を表します。重力加速度は惑星の表面近くで一定であり、物体の質量に依存しないため、落下するコインから終端速度に達する前のパラシュート降下者まで、すべての物体は理想的な自由落下条件下でまったく同じ速度で下方に加速します。
この計算機は多くの文脈で役立ちます:物理学の学生は宿題の計算を確認するために使用し、技術者は落下に関連する衝撃力と安全マージンを推定するために使用し、宇宙愛好家は月、火星、その他の天体で落下時間と速度がどのように劇的に変化するかを比較するために使用します。
登山者が誤って地上45メートルの岩棚から水筒を落とします。自由落下の公式を使うと、落下時間は t = √(2 × 45 / 9.81) ≈ 3.03秒で、水筒は約 v = 9.81 × 3.03 ≈ 29.7 m/s(約107 km/h)で地面に到達します。
この計算機の結果は理想的な自由落下を表しています — 空気抵抗のない重力のみの下での運動。これは比較的短い距離を落下する密度の高いコンパクトな物体に対する非常に近い近似です。 結果を参照表と比較する際、衝突速度は高さの平方根に比例して増加し、線形ではないことに注意してください — 落下高さを4倍にすると衝突速度は2倍になるだけです。 他の世界での落下シナリオを計算する場合、重力の値を変更すると時間と速度の両方の結果に比例して影響することを覚えておいてください。
高さまたは時間のいずれかを入力してください(両方ではありません)— 計算機は自由落下の方程式を使って残りを計算します。他の惑星の場合は重力を調整してください。
| シナリオ | 高さ | 落下時間 | 衝突速度 |
|---|---|---|---|
| 落とした電話(腰の高さ) | 1.5 m | 0.55 s | 5.4 m/s |
| 飛び込み台 | 3 m | 0.78 s | 7.65 m/s |
| 2階の窓 | 6 m | 1.11 s | 10.89 m/s |
| 橋(バンジー高さ) | 30 m | 2.47 s | 24.23 m/s |
| 50階建ての高層ビル | 150 m | 5.53 s | 54.25 m/s |