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⚙️ Projectile Motion With Height Difference 計算機

專業免費的 Projectile Motion With Height Difference 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)
5.9806 秒
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...

這個計算器的功能

本工具用來模擬從某個高度射出的拋體運動,發射點可以高於或低於落點平面,並忽略空氣阻力。只要輸入初速、發射角、發射高度與重力加速度,計算器就會回傳飛行時間、所能達到的最大高度,以及從發射點到落點的水平射程。這是一套通用的物理工具(不限定任何國家),內部運算一律採用 SI 國際單位制。

正負號約定

本工具以「向上」為正方向,並將原點設在發射點。落點平面位於 y = -h_0。因此正的發射高度 h_0 代表拋體落在發射點下方(多下墜一段、飛行時間較長)。若落點高於發射點,則 h_0 請輸入負值。

使用方式

輸入初速 Vs(可選 m/s 或 km/h)、以度為單位的發射角(0–90)、以公尺計的發射高度 h_0,以及重力加速度 g(地球預設值為 9.80665 m/s²)。計算器會先將速度換算成 m/s,拆解為水平與垂直分量,再求解垂直方向方程式,得出實際的落地時間。

計算公式

令 V_x = V_0 \cosθ、V_y = V_0 \sinθ,求解 V_y · t - \tfrac{1}{2} g · t^2 = -h_0 可得較晚(具物理意義)的根:

t = ((V_y + √(V_y^2 + 2g · h_0)) ÷ (g))

相對於發射點的最高點為

H = ((V_y^2) ÷ (2g))
水平射程為 R = V_x · t。若根號內的項為負值,表示拋體永遠到不了落點平面。

實例演算

設 V_0 = 30\ m/s、θ = 60^\circ、h_0 = 20\ m、g = 9.80665\ m/s^2。則 V_y = 25.9808\ m/s、V_x = 15\ m/s。判別式 = 675 + 392.266 = 1067.266,開根號 = 32.669。飛行時間

t = ((25.9808 + 32.669) ÷ (9.80665)) = 5.9806\ 秒
最大高度
H = ((675) ÷ (19.6133)) = 34.415\ m
(相對發射點,相當於離地面 54.415 m)。射程
R = 15 × 5.9806 = 89.709\ m

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)

如果發射點與落點同高怎麼辦?
將 \(h_0\) 設為 0,公式即化簡為經典的 \(t = \dfrac{2 V_0 \sin\theta}{g}\) 與 \(R = \dfrac{V_0^2 \sin(2\theta)}{g}\)。
為什麼會顯示「無法到達」?
只有在 \(h_0\) 為負值(目標高於發射點)且垂直方向初速太小、爬升不到該平面時才會出現這個訊息。
有把空氣阻力算進去嗎?
沒有——這是理想化的真空模型,最適合用於課本題目與快速估算。