什麼是拋體射程計算器?
這個計算器能算出物體從平地發射後,在水平方向上飛多遠。只要輸入初速度、發射角度與重力加速度,它就會回傳水平射程、能達到的最大高度,以及物體在空中停留的總時間。計算採用理想模型,也就是忽略空氣阻力,並假設發射點與落地點位於同一高度。
使用方法
輸入初速度(公尺/秒)、發射角度(0~90 度),以及重力加速度(地球為 9.81 m/s²、月球為 1.62、火星為 3.71)。計算器會即時算出各項彈道數據。若要在平地上達到最遠射程,請使用 45° 的發射角。
公式說明
水平射程為 $$R = \frac{v^{2} \cdot \sin(2\theta)}{g}$$,其中 \(v\) 是發射速度、\(\theta\) 是發射角度、\(g\) 是重力加速度。當 \(\theta = 45°\) 時,\(\sin(2\theta)\) 的值最大,這也正是此角度能飛得最遠的原因。最大高度為 $$H = \frac{v^{2} \cdot \sin^{2}(\theta)}{2g}$$,飛行時間則為 $$T = \frac{2v \cdot \sin(\theta)}{g}$$。
範例試算
假設在地球上(\(g = 9.81\))以 20 m/s、45° 把球擲出。此時 \(\sin(90°) = 1\),所以 $$R = \frac{20^{2} \cdot 1}{9.81} = \frac{400}{9.81} \approx 40.77 \text{ 公尺}$$。最大高度 $$H = \frac{400 \cdot \sin^{2}(45°)}{2 \cdot 9.81} = \frac{400 \cdot 0.5}{19.62} \approx 10.19 \text{ 公尺}$$。飛行時間 $$T = \frac{2 \cdot 20 \cdot \sin(45°)}{9.81} \approx 2.88 \text{ 秒}$$。
常見問題
哪個角度射程最遠?在平地上且無空氣阻力的條件下,45° 可使射程達到最大。
這個計算有考慮空氣阻力嗎?沒有。它使用的是理想真空中的彈道模型,對速度慢或密度大的物體相當準確,但對於又輕又快的物體,算出的射程會偏高。
可以用來計算其他星球嗎?可以——只要把重力加速度換成該天體的數值即可(例如月球為 1.62 m/s²)。