자유 낙하 계산기

높이, 아래 방향 초기 속도, 현지 중력 가속도로 낙하 시간과 충돌 속도를 구합니다.

자유 낙하 계산
일관된 SI 단위로 거리, 아래 방향 초기 속도, 중력 가속도를 입력하세요.

자유 낙하란

자유 낙하는 중력만 작용하는 운동입니다. 이 계산기는 등가속도 운동학을 사용해 물체가 수직 거리를 이동하는 데 걸리는 시간과 마지막 속력을 구합니다. 높이나 아래 방향 거리는 미터, 아래 방향 초기 속도는 미터 매 초, 중력 가속도는 미터 매 초 제곱으로 입력합니다. 지구 해수면 부근에서는 9.81 미터 매 초 제곱을 근삿값으로 흔히 사용합니다. 다른 행성이나 위성, 고도, 정밀도 요구에 따라 다른 값이 필요할 수 있습니다. 먼저 최종 속도의 제곱이 초기 속도의 제곱에 중력 가속도와 거리 곱의 두 배를 더한 값이라는 식을 적용합니다. 양의 제곱근을 취하면 최종 하향 속력이 됩니다. 최종 속도에서 초기 속도를 뺀 값을 중력 가속도로 나누면 낙하 시간입니다. 이 식은 거리, 초기 속도, 중력이 모두 같은 아래 방향이라고 가정합니다. 정지 상태에서 놓는 물체는 초기 속도에 0을 입력하세요. 아래로 던진 물체는 양의 발사 속력을 입력하세요. 위로 던지는 운동은 부호를 고려한 별도 분석이 필요하며 이 계산기의 의도된 모델 범위를 벗어납니다. 공기 저항은 의도적으로 제외했습니다. 진공에서는 같은 중력장에 있는 물체가 질량과 관계없이 같은 가속도로 움직이므로 질량을 입력하지 않습니다. 일반적인 공기 중에서는 모양, 면적, 밀도, 항력이 속력을 제한할 수 있으며, 특히 가벼운 물체나 긴 낙하에서 영향이 큽니다. 작고 밀도가 높은 물체가 짧은 거리를 떨어질 때는 진공 공식으로 합리적인 근사가 가능하지만, 나뭇잎이나 낙하산, 스카이다이버에는 적합하지 않습니다. 따라서 이상적인 결과는 유용한 물리학 참고값이자 공기 중 충돌 속도를 높게 추정하는 기준이 되곤 합니다. 높이는 경사진 경로의 길이가 아니라 실제 수직 변위여야 합니다. 모든 물리량은 SI 단위로 통일하고, 다른 단위는 입력 전에 변환하세요. 유지할 자릿수는 측정 불확도와 지역별 중력 차이에 맞춰 정해야 합니다. 계산기는 여러 소수 자리를 표시하지만 표시 정밀도가 같은 수준의 물리적 정확도를 보장하지는 않습니다. 안전 분석, 충격 설계, 대기 중 장거리 하강에서는 이상적인 자유 낙하 결과만 쓰지 말고 공기 저항, 바람, 자세 변화, 재료 변형, 불확실성도 고려하세요.

자유 낙하 예시

운동 입력값이상적인 결과상황
100 m, 0 m/s, 9.81 m/s²4.515236 s, 44.294469 m/s지구에서 정지 상태로 놓은 물체
80 m, 10 m/s, 9.81 m/s²3.145845 s, 40.860739 m/s아래로 던진 물체
50 m, 0 m/s, 1.62 m/s²7.856742 s, 12.727922 m/s달 중력에서의 이상적인 낙하

자유 낙하 계산 방법

  1. 수직 낙하 거리를 측정하고 미터로 변환하세요.
  2. 정지 상태에서 놓으면 0을, 아니면 아래 방향 초기 속력을 입력하세요.
  3. 현지 중력 가속도를 미터 매 초 제곱으로 입력하세요.
  4. 계산을 선택하고 이상적인 낙하 시간과 충돌 속도를 확인하세요.

자주 묻는 질문

질량이 이상적인 자유 낙하에 영향을 주나요?

아니요. 이상적인 중력 가속도 방정식에서는 질량이 소거됩니다. 공기 저항이 없으면 같은 위치의 물체는 같은 가속도로 떨어집니다.

지구의 중력 가속도는 어떤 값을 써야 하나요?

지표 부근에서는 9.81 미터 매 초 제곱을 흔히 사용합니다. 더 높은 정밀도가 필요하면 현지 위도와 고도에 따른 작은 차이를 고려하세요.

공기 저항이 포함되나요?

아니요. 진공에서 일정한 중력 가속도를 받는 모델입니다. 항력은 실제 낙하 시간을 늘리고 충돌 속력을 낮출 수 있습니다.

위 방향 초기 속도를 입력할 수 있나요?

이 양식은 초기 속도를 양의 하향 속력으로 취급합니다. 위로 던지려면 부호가 있는 좌표를 쓰고 하강 전 상승 구간도 포함해야 합니다.

충돌 속도가 이상적인 추정값인 이유는 무엇인가요?

식은 낙하 내내 중력이 일정하고 항력이 없다고 가정합니다. 실제 대기와 지형 조건은 관측 결과를 바꿀 수 있습니다.