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输入计算

数学公式

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结果

加速度大小
5
m/s²
分量 aₓ 3 m/s²
分量 aᵧ 4 m/s²
分量 a_z 0 m/s²

什么是加速度的大小?

加速度是一个矢量——它既有方向,又有大小。当物体在多个维度上运动时,加速度可以用它在 x、y、z 三个坐标轴上的分量来表示。所谓加速度的大小,就是用一个数值来描述整体加速度有多强,而不考虑方向。本计算器利用三维勾股定理(毕达哥拉斯定理),将三个分量合成为一个合加速度值。

加速度矢量,其 x、y、z 分量构成三维立方体的对角线
加速度矢量及其在 x、y、z 轴上的分量。

如何使用本计算器

分别输入各坐标轴上的加速度分量,单位为米每二次方秒(m/s²)。如果是二维问题,只需将 z 分量保持为 0 即可。计算器会立即给出合加速度大小 \(|\vec{a}|\)。该公式适用于任何统一的单位制(如 ft/s²、g 等)——输出结果会沿用你输入时所采用的单位。

公式详解

合加速度的大小就是加速度矢量的长度(模):

$$|\vec{a}| = \sqrt{\text{a}_x^{2} + \text{a}_y^{2} + \text{a}_z^{2}}$$

先将每个分量平方(平方会消去负号),再把这些平方值相加,最后取平方根,即可得到合矢量的长度。根据牛顿第二定律,由于力与加速度是方向相同的平行矢量,这个值也等于合外力除以质量,即 \(F/m\)。

直角三角形,将模表示为各分量的斜边
模等于各分量平方和的平方根(勾股定理)。

实例演算

假设某物体的加速度分量为 \(a_x = 3 \text{ m/s}^2\)、\(a_y = 4 \text{ m/s}^2\)、\(a_z = 0\)。那么 $$|\vec{a}| = \sqrt{3^2 + 4^2 + 0^2} = \sqrt{9 + 16} = \sqrt{25} = 5 \text{ m/s}^2.$$ 这正是大家熟悉的 3-4-5 直角三角形,得到一个干净利落的合加速度 5 m/s²。

常见问题

可以用它来计算二维问题吗?当然可以——把 z 分量设为 0,公式就简化为 \(\sqrt{\text{a}_x^{2} + \text{a}_y^{2}}\)。

分量的正负号有影响吗?对合加速度的大小没有影响。平方运算会消去符号,所以 \(-4\) 与 \(+4\) 的贡献完全相同。

应该使用什么单位?只要单位统一即可。如果你输入的是 m/s²,结果就是 m/s²;公式本身与具体单位无关。

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