自由落体计算器

Q: 什么是自由落体？

自由落体是物体在仅受重力作用、无 其他 力影响下的运动。

作者: Henrick Yau

- July 21, 2026

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此计算器帮助您确定与重力作用下自由落体物体相关的各种参数。

自由落体是物体仅在重力作用下运动，忽略空气阻力和其他力。

计算方法：

下落时间

撞击速度

下落距离

由时间求高度

由速度求高度

计算物体从给定高度下落所需时间。使用公式：t = √(2h/g)

下落高度：

初始速度（可选）：

重力加速度：

m/s²

运动方向：

小数位数：

空气阻力：

关于自由落体

自由落体是物体仅受重力作用时的运动。在没有空气阻力的情况下，所有物体无论质量大小都以相同加速度下落。

基本自由落体方程：

对于从静止开始下落的物体（v₀ = 0）：

v = g × t

h = ½ × g × t²

v² = 2 × g × h

其中：

v = 最终速度（米/秒）
g = 重力加速度（地球上为9.81米/秒²）
t = 下落时间（秒）
h = 高度或下落距离（米）

具有初速度的自由落体：

对于具有初速度v₀的物体：

v = v₀ + g × t

h = v₀ × t + ½ × g × t²

v² = v₀² + 2 × g × h

向上运动：

对于以初速度v₀向上抛出的物体：

最大高度：h_最大 = v₀²/(2g)

达到最大高度的时间：t_向上 = v₀/g

空中总时间：t_总 = 2 × v₀/g

自由落体中的能量：

能量守恒意味着自由落体过程中势能转化为动能：

势能：PE = m × g × h

动能：KE = ½ × m × v²

总能量：PE + KE = 常数

空气阻力影响：

在现实世界中，空气阻力变得显著，尤其在较高速度时：

空气阻力大致与速度的平方成正比：F_空气 ∝ v²
当空气阻力等于重力时，物体达到终端速度
终端速度取决于物体的质量、表面积、形状和空气密度

不同天体上的重力加速度：

地球：9.81 m/s²
月球：1.62 m/s²
火星：3.71 m/s²
木星：24.79 m/s²
太阳：274 m/s²

自由落体的应用：

工程：跌落测试、电梯和安全设备的设计
体育：跳水、跳跃和球类轨迹分析
太空探索：轨道力学和卫星部署
建筑：坠落物体的安全考虑
物理教育：基本原理的演示

什么是自由落体计算器？

自由落体计算器是一种帮助您确定物体在重力作用下自由落体相关参数的工具。它对物理学生、工程师以及对重力运动感兴趣的任何人非常有用。

自由落体公式

下落时间： \[ t = \sqrt{\frac{2h}{g}} \]

撞击速度： \[ v = \sqrt{2gh} \]

下落距离： \[ h = \frac{1}{2} g t^2 \]

由时间求高度： \[ h = \frac{g t^2}{2} \]

由速度求高度： \[ h = \frac{v^2}{2g} \]

如何使用自由落体计算器

选择计算类型：下落时间、撞击速度、下落距离、由时间求高度或由速度求高度。
输入所需数值，例如高度、初速度、重力加速度或时间。
点击计算按钮获取结果。
查看详细结果，包括动能和势能等额外计算。
使用可视化图表了解物体随时间变化的运动情况。