자유낙하 매개변수를 즉시 계산하세요 — 속도, 시간, 거리. 중력 하에서 낙하하는 물체를 위한 무료 물리학 계산기입니다.
자유낙하 계산기를 사용하면 일정한 가속도에 대한 고전 운동학 방정식을 사용하여 물체가 중력만으로 낙하할 때 어떻게 작동하는지 즉시 확인할 수 있습니다. 물체가 떨어지는 높이 또는 낙하하는 데 걸리는 시간을 입력하면 계산기가 나머지 값 — 낙하 시간 또는 높이, 그리고 충돌 속도 — 를 표준 지구 중력 가속도 9.81 m/s²(다른 행성 및 달에 맞게 조정 가능)를 사용하여 계산합니다.
자유낙하는 고전 역학에서 가장 기본적이고 우아한 개념 중 하나입니다: 공기 저항이나 다른 힘 없이 중력만의 영향을 받는 모든 물체의 운동을 설명합니다. 중력 가속도는 행성 표면 근처에서 일정하고 물체의 질량과 무관하기 때문에, 떨어지는 동전부터 종단 속도에 도달하기 전의 낙하산병까지 모든 물체는 이상적인 자유낙하 조건에서 정확히 같은 속도로 아래로 가속됩니다.
이 계산기는 여러 상황에서 유용합니다: 물리학 학생들은 숙제 계산을 확인하는 데 사용하고, 엔지니어는 낙하와 관련된 충격력과 안전 마진을 추정하는 데 사용하며, 우주 애호가들은 달, 화성 또는 다른 천체에서 낙하 시간과 속도가 어떻게 극적으로 변하는지 비교하는 데 사용합니다.
등반가가 실수로 지면에서 45미터 떨어진 바위 턱에서 물병을 떨어뜨립니다. 자유낙하 공식을 사용하면 낙하 시간은 t = √(2 × 45 / 9.81) ≈ 3.03초이며, 물병은 약 v = 9.81 × 3.03 ≈ 29.7 m/s(약 107 km/h)의 속도로 땅에 닿습니다.
이 계산기의 결과는 이상적인 자유낙하를 나타냅니다 — 공기 저항 없이 중력만으로 인한 운동. 이는 비교적 짧은 거리를 낙하하는 밀도 높고 조밀한 물체에 대해 매우 근접한 근사치입니다. 결과를 참조 표와 비교할 때, 충돌 속도가 선형이 아닌 높이의 제곱근에 비례하여 증가한다는 점에 주목하세요 — 낙하 높이를 4배로 늘리면 충돌 속도는 2배만 증가합니다. 다른 세계에서의 낙하 시나리오를 계산하는 경우, 중력 값을 변경하면 시간과 속도 결과 모두에 비례적으로 영향을 미친다는 것을 기억하세요.
높이 또는 시간 중 하나를 입력하세요 (둘 다는 아님) — 계산기가 자유낙하 방정식을 사용하여 나머지를 계산합니다. 다른 행성의 경우 중력을 조정하세요.
| 시나리오 | 높이 | 낙하 시간 | 충돌 속도 |
|---|---|---|---|
| 떨어뜨린 전화기 (허리 높이) | 1.5 m | 0.55 s | 5.4 m/s |
| 다이빙대 | 3 m | 0.78 s | 7.65 m/s |
| 2층 창문 | 6 m | 1.11 s | 10.89 m/s |
| 다리 (번지 높이) | 30 m | 2.47 s | 24.23 m/s |
| 50층 고층 건물 | 150 m | 5.53 s | 54.25 m/s |