SUVAT計算機

根據任意三個適用的SUVAT已知量,求解等加速度運動。

SUVAT方程求解器
請恰好輸入三個已知量,將需要計算的兩個量留白。

關於SUVAT計算機

SUVAT方程描述加速度保持固定的一維運動。字母分別表示位移s、初速度u、末速度v、加速度a與經過的時間t。方程將這五個量連結起來,因此只要提供三個適用的已知量,就能確定其餘兩個。本計算機自動選擇合適的一組方程,省去求解力學習題、車輛運動、自由落體近似或實驗量測問題時的代數推導。 使用一致的SI單位可直接取得結果:位移用公尺,速度用公尺每秒,加速度用公尺每二次方秒,時間用秒。正負號具有物理意義,輸入前應選定正方向。速度為正時,負加速度可表示煞車;負位移則表示物體終點位於所選原點的負方向一側。計算機不會移除正負號,也不會假設所有量都必須為正。 加速度固定這個前提很重要。SUVAT適用於理想拋體運動的分量、等加速度車輛,以及可將重力加速度視為固定的短程自由落體。不適用於阻力隨速度劇烈變化、推力隨時間改變、加速度取決於位置,或運動在多個不同加速度階段中改變方向的情況。這類運動應分段計算,或改用數值模型。 使用速度平方方程時,給定的大小有時能對應不只一個數學上的運動方向。本求解器回傳主實數解,並檢查中間數值是否有限。你仍須配合物理情境核對正負號與時間。計算時間為負通常表示方向約定不一致,或解對應所選起始時刻之前的狀態。課堂作業應寫出所用方程,帶單位代入數值,僅對最終答案四捨五入。中間計算保留更多精度,可減少不必要的捨入誤差,讓顯示結果成為可靠的手算核對依據。

SUVAT計算範例

以下範例皆採用固定加速度與一致的SI單位。

已知量計算量情境
u = 10 m/s, a = 2 m/s², t = 5 sv = 20 m/s, s = 75 m等加速度的跑者或車輛
u = 5 m/s, v = 25 m/s, t = 4 sa = 5 m/s², s = 60 m速度均勻增加
s = 100 m, u = 0 m/s, t = 10 sa = 2 m/s², v = 20 m/s從靜止開始運動

如何使用SUVAT計算機

  1. 選定正方向,將所有已知量測值換算為一致單位。
  2. 恰好輸入三個已知量,將兩個未知量欄位留白。
  3. 選取「計算」,求解適用的等加速度運動方程。
  4. 檢查兩個計算結果的正負號、單位與物理意義。

常見問題

SUVAT代表什麼?

SUVAT以s、u、v、a與t分別表示位移、初速度、末速度、加速度與時間。這些量透過等加速度運動方程相互關聯。

必須輸入幾個數值?

恰好輸入三個已知量,將兩個欄位留白。適用的三個量能確定其餘兩個,但除以零等退化情況可能無法產生唯一解。

加速度或速度可以為負嗎?

可以。負值表示相對於所選正軸的方向。例如,煞車通常以與正速度方向相反的加速度表示。

可以使用公里與小時嗎?

可以使用任何內部一致的單位制,但介面標籤預設採用SI單位。請統一換算所有量,確保速度、加速度、距離與時間的單位相容。

哪些情況不應使用SUVAT方程?

不要將其用於加速度明顯變化的整段過程。可變阻力、變動的引擎推力或多階段運動需要分段方程或數值積分。