포사체 사거리 계산기
초기 속력, 각도, 높이, 중력으로 수평 사거리, 최고 높이, 비행 시간을 계산합니다.
포사체 궤적 계산
공기 저항이 없는 이상적인 운동을 계산할 SI 단위 값을 입력하세요.
포사체 사거리 알아보기
포사체 운동은 발사된 물체가 중력만을 받으며 움직이는 운동입니다. 이 계산기는 초기 속도를 수평 성분과 수직 성분으로 나누고, 포사체가 지면에 도달하는 시간을 구한 뒤 수평 사거리, 최고 높이, 비행 시간을 표시합니다. 물리 과제, 수업 시연, 탄도 개념 학습, 스포츠 분석, 공기 저항을 무시할 수 있는 초기 궤적 추정에 유용합니다.
수평 성분은 초기 속력에 발사 각도의 코사인을 곱한 값입니다. 이상적인 모델에는 수평 방향의 힘이 없으므로 이 성분은 비행 내내 일정합니다. 수직 성분은 초기 속력에 각도의 사인을 곱한 값이며, 아래로 작용하는 중력 가속도에 의해 계속 변합니다. 비행 시간은 수직 위치 방정식을 풀어 높이가 영이 되는 양의 시간을 구합니다. 수평 사거리는 수평 속도에 이 시간을 곱한 값입니다. 최고 높이는 초기 높이에 초기 수직 속도의 제곱을 중력 가속도의 두 배로 나눈 값을 더합니다.
발사 지점과 착지 지점의 높이가 다르면 초기 높이가 중요합니다. 속력의 제곱과 두 배 각도의 사인을 사용하는 익숙한 사거리 공식은 발사 높이와 착지 높이가 같을 때만 적용됩니다. 이 계산기는 더 일반적인 이차방정식의 해를 사용하므로, 높은 곳에서 발사한 물체는 다른 조건이 같은 지면 발사보다 오래 날고 더 멀리 이동합니다. 수평 발사도 지원합니다. 초기 수직 성분이 영이어도 중력에 의해 유한한 낙하 시간이 생깁니다.
이 모델은 평평한 지면, 일정한 중력 가속도, 바람과 양력 및 공기 저항이 없는 조건을 가정합니다. 작고 밀도가 높은 물체가 비교적 짧은 거리를 이동할 때는 좋은 근사이지만, 가벼운 물체, 높은 속력, 긴 비행 시간, 강풍에서는 오차가 커집니다. 실제 궤적은 회전, 공기 밀도 변화, 지구 곡률과 자전에도 영향을 받습니다. 결과는 완전한 탄도 시뮬레이션을 대신하는 값이 아니라 이상적인 기준으로 사용하세요.
SI 단위를 일관되게 사용하세요. 속력은 미터 매초, 각도는 도, 높이는 미터, 중력 가속도는 미터 매초 제곱입니다. 지구의 표준 중력 가속도는 약 9.81 m/s²입니다. 각도는 수평에서 위쪽으로 측정하므로 영 도는 수평, 90도는 수직 위쪽입니다. 90도에서는 이상적인 수평 사거리가 사실상 영이지만, 최고 높이와 비행 시간은 여전히 의미가 있습니다.
포사체 운동 예시
다음 이상적인 예시는 지구 중력 가속도 9.81 m/s²를 사용합니다.
| 입력 | 결과 | 상황 |
|---|---|---|
| 20 m/s, 45°, 0 m | 사거리 40.775 m; 최고 높이 10.194 m; 2.883 s | 지면에서 발사 |
| 10 m/s, 0°, 20 m | 사거리 20.193 m; 최고 높이 20 m; 2.019 s | 높은 곳에서 수평 발사 |
| 30 m/s, 30°, 5 m | 사거리 85.058 m; 최고 높이 16.468 m; 3.274 s | 높은 곳에서 비스듬히 발사 |
포사체 사거리 계산 방법
- 포사체의 초기 속력을 미터 매초로 입력합니다.
- 수평에서 위쪽으로 측정한 발사 각도를 입력합니다.
- 상황에 맞는 초기 높이와 중력 가속도를 설정합니다.
- 궤적 계산을 선택하고 사거리, 최고 높이, 비행 시간을 확인합니다.
자주 묻는 질문
사거리가 가장 긴 발사 각도는 얼마인가요?
저항이 없는 평지에서 속력이 일정할 때 45도로 발사하면 사거리가 가장 깁니다. 높은 곳에서 발사할 때 최적 각도는 일반적으로 45도보다 작습니다.
질량이 포사체 사거리에 영향을 주나요?
모든 물체의 중력 가속도가 같으므로 이상적인 방정식에는 질량이 없습니다. 공기 저항이 있으면 질량, 모양, 단면적 모두 궤적에 영향을 줍니다.
수평으로 발사해도 사거리가 생기는 이유는 무엇인가요?
초기 수직 속도가 영이어도 수평 발사에는 수평 속도가 있습니다. 중력이 낙하 시간을 결정하며 그동안 수평 운동은 계속됩니다.
공기 저항이 포함되나요?
아니요. 표준 진공 궤적 모델을 사용합니다. 저항은 보통 사거리를 줄이고 하강 궤적을 이상적인 포물선보다 가파르게 만듭니다.
다른 행성에 맞게 중력을 바꿀 수 있나요?
네. 기본값 9.81 m/s²를 해당 지역의 중력 가속도로 바꾸세요. 다른 입력은 SI 단위를 유지해야 결과가 미터와 초로 표시됩니다.