เครื่องคำนวณการตกอิสระ (เวลา ความสูง และอัตราเร็วเมื่อกระทบ)

กรอกค่าของคุณ คำตอบและวิธีทำฉบับเต็มจะอัปเดตขณะที่คุณพิมพ์

ผลลัพธ์

เวลาที่ตก2.019 s
อัตราเร็วขณะกระทบ19.81 m/s
อัตราเร็วขณะกระทบ71.31 km/h
ความสูง20 m
เวลา (s)ความสูงเหนือพื้น (m)ความเร็ว ทิศขึ้นเป็นบวก (m/s)
0200
0.403919.2−3.962
0.807716.8−7.924
1.21212.8−11.89
1.6157.2−15.85
2.0190−19.81

ไม่คิดแรงต้านอากาศ

คำนวณการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ตกภายใต้แรงโน้มถ่วงโดยไม่มีแรงต้านอากาศ ป้อนความสูงที่ปล่อย เวลาตก หรืออัตราเร็วเมื่อกระทบ และถ้าต้องการ ความเร็วต้นในแนวดิ่ง ทั้งขึ้นหรือลง แล้วเครื่องคำนวณจะหาอีกสองค่า สำหรับวัตถุที่ถูกโยนขึ้นยังให้จุดสูงสุดด้วย ตารางแสดงความสูงและความเร็วระหว่างการตก และคุณเปลี่ยน g สำหรับดวงจันทร์หรือดาวอังคารได้

เฉลยทีละขั้นตอน

สมการการเคลื่อนที่ด้วยความเร่ง g คงที่

y(t) = h + v₀·t − ½·g·t²
v(t) = v₀ − g·t

แก้หาตัวไม่ทราบค่า

ถือทิศขึ้นเป็นบวก: 0 = h + v₀·t − ½·g·t²
t = (v₀ + √(v₀² + 2gh))/g = (0 + √(0² + 2·9.81·20))/9.81 = 2.019 s
v = √(v₀² + 2gh) = 19.81 m/s (ลงล่าง)

สูตรสำคัญ

ความเร็ว
v = v0 + a·t
การกระจัด
s = v0·t + ½·a·t²
ไม่ใช้เวลา
v² = v0² + 2·a·s
หน่วย
1 m/s = 3.6 km/h

วิธีแก้โจทย์การตกอิสระ

  1. เลือกทิศหนึ่งเป็นบวก ที่นี่ทิศขึ้นเป็นบวก ความเร่งจึงเป็น −g โดย g = 9.81 m/s² บนโลก
  2. เขียนตำแหน่งเป็น y(t) = h + v₀·t − ½·g·t² และความเร็วเป็น v(t) = v₀ − g·t โดย h คือความสูงเริ่มต้นเหนือพื้น
  3. ปล่อยจากหยุดนิ่ง (v₀ = 0) เวลาตกคือ t = √(2h/g) และอัตราเร็วเมื่อกระทบคือ v = √(2gh) = g·t
  4. เมื่อมีความเร็วต้น ตั้ง y(t) = 0 แล้วแก้สมการกำลังสองหาคำตอบที่เป็นบวก: t = (v₀ + √(v₀² + 2gh))/g
  5. สำหรับวัตถุที่ถูกโยนขึ้น จุดสูงสุดอยู่ที่ v = 0: หลัง v₀/g วินาที ที่สูง v₀²/(2g) เหนือจุดเริ่มต้น

คำถามและคำตอบ

วัตถุหนักตกเร็วกว่าวัตถุเบาหรือไม่

ไม่ หากไม่มีแรงต้านอากาศ วัตถุทุกชนิดตกด้วยความเร่ง g เท่ากัน ไม่ว่ามวลเท่าใด ในอากาศ วัตถุเบาและกว้าง เช่น ขนนก ตกช้ากว่า เพราะแรงต้านมากเมื่อเทียบกับน้ำหนัก

ใช้เวลาเท่าใดในการตก 20 m

ปล่อยจากหยุดนิ่ง t = √(2·20/9.81) = 2.02 s และวัตถุกระทบพื้นที่ประมาณ 19.8 m/s หรือ 71 km/h

เมื่อใดฉันจึงละแรงต้านอากาศได้

สำหรับวัตถุที่กะทัดรัดและหนาแน่นในการตกระยะสั้น ที่อัตราเร็วต่ำกว่าอัตราเร็วปลายมาก คนที่ตกถึงอัตราเร็วปลายประมาณ 55 m/s ดังนั้นสำหรับการตกระยะไกล สูตรที่นี่จะประมาณอัตราเร็วสูงเกินจริง

ควรใช้ค่า g เท่าใด

โดยปกติ 9.81 m/s² ค่ามาตรฐานคือ 9.80665 m/s² และค่าจริงแตกต่างจากประมาณ 9.78 ที่เส้นศูนย์สูตรถึง 9.83 ที่ขั้วโลก บนดวงจันทร์ g คือ 1.62 m/s² และบนดาวอังคาร 3.71 m/s²

ลองทำเอง

ฝึกจลนศาสตร์

เครื่องคำนวณให้คำตอบ แต่ในการสอบคุณต้องมีวิธีทำ จึงควรฝึกกับโจทย์ใหม่ คำใบ้ และเฉลยละเอียด

</> ฝัง

ฟรีสำหรับครูและโรงเรียน: วางโค้ดนี้ในหน้ารายวิชา LMS หรือเว็บไซต์ของคุณ นักศึกษาใช้เครื่องคำนวณและวิธีทำทีละขั้นได้โดยไม่ต้องมีบัญชี

เครื่องคำนวณอื่น ๆ