什麼是 SUVAT 計算器?
SUVAT 是用來幫助記憶等加速度運動學方程式中五個物理量的口訣,分別代表:s(位移)、u(初速度)、v(末速度)、a(加速度)與 t(時間)。本計算器會根據最常見的三個已知量——初速度、加速度與時間——算出末速度與位移,並附帶 v² 的驗算值。它是一項通用的物理工具,適用於任何地方,無論你在台灣、香港或其他地區,物理定律都相同。
使用方法
輸入初速度 u(單位:公尺/秒)、加速度 a(單位:公尺/秒²,自由落體可使用重力加速度 9.8),以及經過時間 t(單位:秒)。按下計算即可得到末速度 v 與位移 s。請全程使用一致的 SI 國際單位,才能得到正確結果。
公式解析
四條標準的 SUVAT 運動方程式如下:
$$v = u + a \cdot t$$——末速度等於初速度加上加速度乘以時間。
$$s = u \cdot t + \tfrac{1}{2} a \cdot t^{2}$$——位移即速度–時間圖下方的面積。
$$v^{2} = u^{2} + 2 a \cdot s$$——將速度與距離連結,無須用到時間。
$$s = \tfrac{1}{2}(u + v) \cdot t$$——以平均速度求出位移。
本工具以前兩條公式作為主要輸入,再推導出其餘結果。
計算範例
一輛車以 \(u = 5 \text{ m/s}\) 出發,並以 \(a = 2 \text{ m/s}^2\) 加速持續 \(t = 4\) 秒。末速度 $$v = 5 + 2 \times 4 = \mathbf{13 \text{ m/s}}.$$ 位移 $$s = 5 \times 4 + \tfrac{1}{2} \times 2 \times 4^{2} = 20 + 16 = \mathbf{36 \text{ 公尺}}.$$
常見問題
我應該使用什麼單位?請使用 SI 國際單位:公尺、秒、m/s 與 m/s²。只要輸入值的單位一致,輸出結果也會是對應的單位。
加速度可以是負值嗎?可以。當物體減速,或在「向上為正」的設定下向下運動時,請輸入負值。
加速度會變化時,SUVAT 方程式還適用嗎?不適用——這些方程式假設加速度為定值(均勻加速度)。若加速度會變化,則需運用微積分相關方法求解。