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輸入計算

數學公式

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結果

最大高度
34.42
公尺
飛行時間
5.299 s
最大射程
79.48 m
vx / vy
15 / 25.98 m/s
時間 t(s) 距離 l(m) 高度 h(m) 速度(m/s)
0 0 0 30
0.1 1.5 2.549 29.155
0.2 3 5 28.318
0.3 4.5 7.353 27.492
0.4 6 9.608 26.675
0.5 7.5 11.765 25.87
0.6 9 13.823 25.077
0.7 10.5 15.784 24.299
0.8 12 17.646 23.535
0.9 13.5 19.411 22.788
1 15 21.077 22.059
1.1 16.5 22.646 21.35
1.2 18 24.116 20.664
1.3 19.5 25.488 20.002
1.4 21 26.763 19.367
1.5 22.5 27.939 18.762
1.6 24 29.017 18.19
1.7 25.5 29.997 17.654
1.8 27 30.879 17.157
1.9 28.5 31.662 16.703
2 30 32.348 16.296
2.1 31.5 32.936 15.938
2.2 33 33.426 15.634
2.3 34.5 33.817 15.386
2.4 36 34.111 15.198
2.5 37.5 34.306 15.071
2.6 39 34.404 15.008
2.7 40.5 34.403 15.008
2.8 42 34.304 15.073
2.9 43.5 34.107 15.2
3 45 33.812 15.389
3.1 46.5 33.419 15.638
3.2 48 32.928 15.943
3.3 49.5 32.339 16.301
3.4 51 31.652 16.709
3.5 52.5 30.867 17.164
3.6 54 29.984 17.661
3.7 55.5 29.002 18.198
3.8 57 27.923 18.771
3.9 58.5 26.745 19.376
4 60 25.47 20.011
4.1 61.5 24.096 20.673
4.2 63 22.625 21.36
4.3 64.5 21.055 22.069
4.4 66 19.387 22.798
4.5 67.5 17.621 23.546
4.6 69 15.757 24.309
4.7 70.5 13.795 25.088
4.8 72 11.735 25.881
4.9 73.5 9.577 26.686
5 75 7.321 27.503
5.1 76.5 4.966 28.33
5.2 78 2.514 29.167
5.3 79.5 -0.036 30.012
5.4 81 -2.685 30.865
5.5 82.5 -5.431 31.726
5.6 84 -8.276 32.593
5.7 85.5 -11.219 33.467
5.8 87 -14.259 34.346
5.9 88.5 -17.398 35.231

這個計算機的功能

本工具模擬理想的拋體運動:物體自地面以指定的初速與角度發射,在固定重力作用下運動,且不考慮空氣阻力。它會列出整段軌跡——在一連串時間點(或一連串水平距離)對應的高度與水平距離,並回報關鍵數值:飛行時間、最大高度與最大射程。背後的物理是普世通用的牛頓力學,在任何地方都一樣適用。

使用方式

輸入初速 \(v\) 並選擇單位(m/s 或 km/h)。設定發射角 \(\theta\)(以度為單位,0 至 90),以及重力加速度 \(g\)(預設值為地球標準重力 9.80665 m/s²)。接著選擇掃描變數:選時間時,會以 \(t = \text{起始值} + n \times \text{間隔}\) 產生每一列;選距離時,會以 \(l = \text{起始值} + n \times \text{間隔}\) 產生每一列,並求出各距離對應的時間與高度。調整起始值、間隔與重複次數,即可控制表格的精細程度。

公式解析

發射速度可拆解為水平分量 \(v_x = v\cdot\cos\theta\) 與垂直分量 \(v_y = v\cdot\sin\theta\)。水平方向為等速運動,\(l(t) = v_x\cdot t\);垂直方向則為等減速運動,\(h(t) = v_y\cdot t - \tfrac{1}{2}g\cdot t^{2}\)。消去時間後即得拋物線方程式

$$h(l) = l\cdot\tan\theta - \frac{g\cdot l^{2}}{2v^{2}\cos^{2}\theta}$$

拋體在 \(T = \dfrac{2v\cdot\sin\theta}{g}\) 後回到發射高度,最高點為 \(H = \dfrac{v^{2}\sin^{2}\theta}{2g}\),落地距離為 \(R = \dfrac{v^{2}\sin(2\theta)}{g}\)。

發射時速度向量分解為水平與垂直兩個分量
發射速度 \(v\) 分解為水平分量(\(v\cos\theta\))與垂直分量(\(v\sin\theta\))。
標註了發射角、速度分量、最大高度與射程的拋物線軌跡
拋體運動軌跡,標示發射角 \(\theta\)、初速度 \(v\)、最大高度與總射程。

範例試算

當 \(v = 30\ \text{m/s}\)、\(\theta = 60^\circ\)、\(g = 9.80665\ \text{m/s}^2\) 時:\(v_x = 15\ \text{m/s}\),\(v_y = 25.98\ \text{m/s}\)。在 \(t = 0.1\ \text{s}\) 時,物體位於 \(l = 1.5\ \text{m}\)、\(h = 2.549\ \text{m}\)。飛行時間為 \(T = \dfrac{2\times 25.98}{9.80665} = 5.299\ \text{s}\),最大高度為 \(H = \dfrac{25.98^{2}}{2\times 9.80665} = 34.41\ \text{m}\),最大射程為 \(R = \dfrac{900\times\sin(120^\circ)}{9.80665} = 79.48\ \text{m}\)。

常見問題

有考慮空氣阻力嗎?沒有。本計算假設為真空(無阻力)中的拋體,因此實際情況下的射程通常會比較短。

當 \(\theta = 90^\circ\) 時會怎樣?物體會直直向上:\(v_x = 0\),所以水平距離維持為 0。在距離掃描模式下,它永遠到不了任何非零的距離,因此高度都會回報為 0。

為什麼有些高度會變成負值?過了飛行時間之後,拋體已落到發射高度以下;表格會持續列出這些下降階段的數值。

最後更新: