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🧮 relativistic 速度與速率 addition 計算機

專業免費的 relativistic 速度與速率 addition 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)
297,944.457704 km/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...

什麼是相對論速度疊加?

在日常(伽利略)物理中,速度可以直接相加:當你在時速 100 km/h 的火車上以 5 km/h 行走,相對地面的速度就是 105 km/h。但當速度接近光速時,這套算法便會失效。狹義相對論以速度疊加公式取代了單純的加法,確保任何兩個次光速的速度組合,都不可能得出超過光速 c = 299792.458 km/s 的結果。本計算器會將兩個共線(同一直線方向)的速度加以合成,並回傳真正的合成速度。

使用方法

請直接以 km/s 輸入物體 A 的速度(v1)與物體 B 的速度(v2)。速度可以為負值,用來表示反方向運動。兩者都必須滿足 |v| ≤ c。計算器會回傳合成速度 v、其相對光速的比例,並一併顯示計算時所採用的精確光速常數。

公式解析

兩個共線速度的相對論合成公式如下:

u = ((v_1 + v_2) ÷ (1 + \dfrac{v_1 · v_2}{c^{2}}))

分子是一般的加總,分母則會將其縮小。當 v1 與 v2 都遠小於 c 時,v_1 · v_2 / c^2 這一項幾乎為零,公式便會退化成普通的加法。若其中任一速度等於 c,結果恰好就是 c。由於 v1、v2 與 c 使用相同單位,v_1 · v_2 / c^2 一項是無因次的,因此全程以 km/s 計算完全沒問題,無需換算成國際單位制(SI)。

實例演算

設 v_1 = 250000 km/s、v_2 = 280000 km/s。分子:250000 + 280000 = 530000。乘積:250000 × 280000 = 70,000,000,000。以 c^2 = 89,875,517,873.68 計算,比值 v_1 · v_2 / c^2 = 0.778843,因此分母為 1.778843。於是

v = ((530000) ÷ (1.778843)) ≈ 297,946.6 km/s
仍如預期低於光速 c。

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)

為什麼不直接用 c = 300000 km/s?
精確值 299792.458 km/s 是有差別的。以 \(\text{v}_1 = 270000\)、\(\text{v}_2 = 180000\) 為例,採用精確常數會得到約 292,065 km/s,而四捨五入後的 300000 則得到約 292,207 km/s,兩者相差約 140 km/s。
合成速度有可能超過光速 c 嗎?
不會。只要輸入的 \(|\text{v}_1| \le c\) 且 \(|\text{v}_2| \le c\),公式就能保證 \(|v| \le c\)。這正是相對論速度疊加最關鍵的特性。
適用於反方向運動嗎?
適用。只要將其中一個速度輸入為負值即可;公式會正確處理正負號,而分母在物理合理範圍內始終為正。