什么是 SUVAT 计算器?
SUVAT 是一种便于记忆的助记符,对应匀加速运动学方程中的五个物理量:s(位移)、u(初速度)、v(末速度)、a(加速度)和 t(时间)。本计算器以最常见的三个已知量——初速度、加速度和时间为输入,自动算出末速度和位移,并附带 v² 的校验值。这是一款通用的物理工具,适用于任何场景,不受国别或地区限制。
如何使用
输入初速度 u(单位:米/秒)、加速度 a(单位:米/秒²,自由落体可取 9.8),以及经过的时间 t(单位:秒)。点击「计算」即可得到末速度 v 和位移 s。请全程使用统一的国际单位制(SI)单位,以确保结果正确。
公式详解
四个标准的 SUVAT 运动方程如下:
$$v = u + a \cdot t$$ —— 末速度等于初速度加上加速度与时间的乘积。
$$s = u \cdot t + \tfrac{1}{2} a \cdot t^{2}$$ —— 位移即速度–时间图像下方的面积。
$$v^{2} = u^{2} + 2 a \cdot s$$ —— 不含时间,将速度与距离直接关联。
$$s = \tfrac{1}{2}(u + v) \cdot t$$ —— 由平均速度求位移。
本工具以前两个公式作为主要输入,并由此推导出其余结果。
实例演算
一辆汽车以 \(u = 5\ \text{m/s}\) 起步,以 \(a = 2\ \text{m/s}^2\) 的加速度行驶 \(t = 4\ \text{s}\)。末速度 $$v = 5 + 2 \times 4 = 13\ \text{m/s}$$ 位移 $$s = 5 \times 4 + \tfrac{1}{2} \times 2 \times 4^{2} = 20 + 16 = 36\ \text{m}$$
常见问题
应该使用什么单位?国际单位制(SI):米、秒、米/秒和米/秒²。只要输入量保持一致,输出结果就会采用对应的单位。
加速度可以是负值吗?可以。表示减速时,或在以向上为正方向时表示向下运动,都可以使用负值。
SUVAT 方程适用于变加速度吗?不适用——这些方程的前提是加速度恒定(匀加速)。如果加速度在变化,则需要借助微积分方法求解。