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🧮 elastic collision final 速度與速率計算機

專業免費的 elastic collision final 速度與速率計算機。純前端本機毫秒級計算、零資料上傳、極致隱私保護。提供詳細公式推導、實例示範與常見問答。

即時推算結果 (Computed Output)
-3.4 m/s
專業公認計算模型,即時運算完畢
📜 計算歷史記錄 (試算軌跡)
尚無歷史記錄,每次點擊「計算」將在此留下試算軌跡...

什麼是彈性碰撞?

彈性碰撞指的是碰撞前後總動量與總動能都保持守恆的碰撞。在一維情況下,兩個物體沿同一直線相互靠近、發生碰撞,再各自彈開;碰撞後的新速度完全由它們的質量與初速度決定。本計算機直接套用標準的一維彈性碰撞方程式,瞬間求出兩物體的末速度。

如何使用本計算機

分別輸入每個物體的質量與初速度。同一方向(例如向右)的運動以正值表示,相反方向則以負值表示。計算機會回傳碰撞瞬間後的 v_1' 與 v_2' 兩個末速度。若結果為負值,代表該物體此時改為向左運動。

公式解析

主要的兩條方程式為:

v_1' = (((m_1 - m_2) u_1 + 2 m_2 u_2) ÷ (m_1 + m_2))
v_2' = (((m_2 - m_1) u_2 + 2 m_1 u_1) ÷ (m_1 + m_2))

這兩條式子是同時求解動量守恆(m_1u_1 + m_2u_2 = m_1 v_1' + m_2 v_2')與動能守恆所推導而來。請注意它們具有對稱結構:把其中一條式子裡的下標 1 與 2 互換,就會得到另一條式子。

實際範例

假設質量 m_1 = 2 kg、以 u_1 = 5 m/s 運動的物體,撞上質量 m_2 = 3 kg、以 u_2 = -2 m/s 運動的物體。此時 m_1 + m_2 = 5。

v_1' = (((2-3)· 5 + 2· 3·(-2)) ÷ (5)) = ((-5 - 12) ÷ (5)) = -3.4 m/s
v_2' = (((3-2)·(-2) + 2· 2· 5) ÷ (5)) = ((-2 + 20) ÷ (5)) = 3.6 m/s

可見物體 1 反向彈回,而物體 2 則加速向前。

使用注意事項與精準校對原則(6 大核心守則)

📐 1. 嚴格對齊輸入量綱與單位

輸入各項數值時請務必確認量綱(例如小時、天數、金額、百分比),避免單位不匹配引發推算偏差。

🔒 2. 純前端本機毫秒級隱私保障

所有計算邏輯 100% 在您的終端瀏覽器內完成,資料絕不上傳伺服器,嚴格守護商業與個人隱私。

📊 3. 符合公認學術與產業計算模型

演算法嚴格遵循國際通用數學公式與標準計算模型,經多重情境交叉核對,數值嚴密精確。

📋 4. 一鍵複製與免登入 PDF 匯出

支援一鍵複製推算結果字串至剪貼簿,亦可直接點擊列印按鈕輸出純淨 PDF 工作報表。

🔄 5. 多情景敏感度動態對比

建議針對極端值與多組預期情景分別試算,觀察輸出數據的波動區間,輔助做出更穩健的決策。

🛡️ 6. 專業諮詢與日常參考免責聲明

本工具運算結果供日常排程、學業研習與事前參考之用,如涉及重大法規或投資決策請諮詢持證專家。

常見問題 (FAQ)

如果兩物體質量相等會怎樣?
當質量相等時,兩物體會直接交換速度,這是彈性碰撞中的經典結果。
質量可以非常大嗎?
可以。質量非常大的物體在碰撞後速度幾乎不變,而較輕的物體則會以接近重物相對速度兩倍的速度彈回。
這個工具適用於二維碰撞嗎?
不適用。本工具假設運動沿單一直線進行。二維碰撞需要分解向量分量,並加入額外的角度資訊才能求解。