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自由落体

由下落时间或高度,计算落地速度、时间与位移。

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相关:自由落体 · 下落时间 · 落地速度 · 重力加速度 · 物理

自由落体按下落高度或时间计算落地速度与耗时,也可反推下落高度。不考虑空气阻力的理想模型。真空中所有物体下落一样快,日常看到的差异全部来自空气阻力。

使用步骤

  1. 输入下落高度或时间
  2. 查看落地速度与耗时
  3. 按需反推高度
  4. 切换重力加速度

使用场景

  • 物理作业与实验
  • 估算物体下落的时间
  • 理解重力加速度的含义
  • 安全评估中的粗略估算

小贴士

  • 下落距离与时间的平方成正比:时间翻倍,距离变成四倍。第一秒落约 5 米,第二秒累计落约 20 米。
  • 在真空中所有物体下落一样快,与质量无关。羽毛落得慢完全是空气阻力的作用。
  • 实际下落存在终端速度——空气阻力增大到与重力平衡后不再加速,人体自由落体的终端速度约每小时 200 公里。

常见问题

重的东西真的落得更快吗?

在真空中不会,所有物体的加速度相同。伽利略的推理与阿波罗 15 号在月球上的锤子羽毛实验都验证了这一点。日常观察到的差异全部来自空气阻力。

什么是终端速度?

下落时空气阻力随速度增大,达到与重力平衡时物体不再加速,此时的速度就是终端速度。人体展开姿势约为每小时 200 公里,跳伞打开后降到约 20 公里。

高度和时间是什么关系?

距离与时间的平方成正比。落下 5 米约需 1 秒,落下 20 米需 2 秒而非 4 秒。这个非线性关系让高处坠落的危险性远超直觉。

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