加速度計算機(v − u = a · t)
加速度(acceleration)係速度隨時間嘅變化率。輸入初速 u(m/s)、末速 v(m/s)同所用時間 t(s),工具用 a = (v − u) / t 計算平均加速度,同步顯示位移 s = ½(u + v)·t、平均速度同 g 倍數(1 g = 9.80665 m/s²)— 適合車輛 0–100 km/h 性能比較、自由落體驗算、物理 SUVAT 練習。
Tip: 100 km/h ≈ 27.78 m/s
Enter valid initial and final velocities and a positive time.
Acceleration a
—
m/s²
Displacement s
—
m
In multiples of g
—
g (1 g = 9.80665 m/s²)
Average velocity · Velocity change Δv
—
—
Assumes constant acceleration; for time-varying acceleration this gives the average value over the interval.
Formula
a = (v − u) / t ; s = ½ (u + v) · t ; v² = u² + 2·a·s
- · 單位約定:本工具速度用 m/s、時間用 s、加速度用 m/s²。將 100 km/h 換算成 m/s:÷ 3.6(即 ≈ 27.78 m/s);mph 換 m/s:× 0.44704。
- · 只適用於「恆定加速度」嘅情境;若加速度隨時間變化,本工具給出嘅係該段時間嘅平均加速度。
- · 位移公式 s = ½(u + v)·t 等效於 s = u·t + ½ a·t² 同 v² = u² + 2as(SUVAT 三式之一)— 三式知二即可解所有勻加速問題。
- · 參考量:自由落體 g = 9.80665 m/s²(CGPM 標準);F1 制動 4–5 g;戰機急轉 9 g;火箭發射約 3 g;普通家用車急加速 0.3–0.5 g。
- · 位移嘅符號跟住速度方向:v < u 時 a 為負(減速),s 仍為正(仍向前移動),除非中途回頭。
- · 參考:Halliday, Resnick & Walker, *Fundamentals of Physics* §2-7;NIST SI Brochure (CGPM g₀ value)。
Frequently asked
一架 0–100 km/h 用 4.0 秒嘅車,平均加速度同 g 倍數係幾多?
100 km/h = 100 / 3.6 ≈ 27.78 m/s。a = (27.78 − 0) / 4.0 = 6.944 m/s²,即約 0.708 g(÷ 9.80665)。同期位移 s = ½ × 27.78 × 4.0 = 55.6 m。對比參考:普通房車 0–100 km/h 約 10–12 s(a ≈ 2.3–2.8 m/s²、0.24–0.28 g);熱門 hot-hatch 6–8 s(0.35–0.47 g);性能車 3–4 s(0.7–0.94 g);電動高性能車(Tesla Plaid、Lucid)2.0–2.5 s 可達 1.1–1.4 g — 已接近輪胎乾路最大抓地力(μ ≈ 1.0–1.3)嘅物理上限。要再快就要靠四輪驅動 + 黏性高賽車胎 + drag mode(如 Bugatti Chiron)。
加速度同重力加速度 g 有咩關係?
g 係地球表面標準重力加速度,國際定義為 g₀ = 9.80665 m/s²(CGPM 第 3 次大會,1901;NIST SI Brochure 採用)。「g 倍數」係單純嘅數字比例 a / g₀ — 並非物理單位,只係方便比較人體感受。例子:靜止站立 = 1 g(地球重力);自由落體 = 0 g(失重);客機起飛抬起 ≈ 1.3 g;過山車最大 4–5 g;F1 過彎側向加速度 4–6 g;NASA 太空人發射軌跡峰值 3 g;F-16 戰機急轉最高 9 g(人類短時極限)。長時間 > 4 g 會引起腦血壓不足而黑視,故飛行員需穿抗 G 服。本計算機嘅「相當於 g 倍數」直接除以 9.80665,方便由 m/s² 結果即時得知人體會「感受到幾多倍」嘅推力。
可唔可以由位移、初速同末速反推時間或加速度?
本工具只接受「初速 + 末速 + 時間」嘅 forward 模式(最直接無歧義嘅組合)。如果你已知其他三個量,可以用 SUVAT 公式手動轉換成本工具嘅輸入:(1) 知 u、v、s 求 t → t = 2s / (u + v),將呢個 t 連同 u、v 餵入工具;(2) 知 u、a、t 求 v → v = u + a·t,再用工具即時得到位移;(3) 知 u、v、s 求 a → a = (v² − u²) / (2s),無需經本工具;(4) 知 u、a、s 求 v → v = √(u² + 2as)。其中 (1) 同 (4) 最常見:火車進站問題、自由落體高度推時間都係呢類。日後若有足夠用戶要求,會新增一個「SUVAT 完整解算機」處理任意兩個未知量。
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輸入化學式(例如 H2SO4、Ca(OH)2、CuSO4·5H2O),用 IUPAC 標準原子量逐元素加總計算莫耳質量(g/mol),方便化學科作業同實驗室稱量。
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輸入質量同摩爾質量(g/mol)或反過來輸入摩爾數,工具用 n = m / M 換算,並同步顯示亞佛加厥粒子數 N = n · Nₐ,方便化學科稱量同題目轉換。
勞侖茲因子計算機(時間膨脹 γ)
輸入物體速度 v(佔光速比例或 m/s),計算特殊相對論嘅勞侖茲因子 γ = 1/√(1 − v²/c²),並一次顯示時間膨脹倍數、長度收縮比例同相對論動能。
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輸入物體面積 A、溫度 T(K)同發射率 ε,計算 Stefan–Boltzmann 定律下嘅輻射功率 P = ε σ A T⁴,常用於熱輻射、太陽常數同恆星光度估算。
莫耳分數計算機(Mole Fraction)
輸入溶液中各組分嘅莫耳數(或質量同莫耳質量),計算每個組分嘅莫耳分數 xᵢ = nᵢ / Σ nⱼ,並核對總和 = 1 用於拉烏爾定律、氣體混合同熱力學分析。
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