Kalkulator Jatuh Bebas

Kategori: Fizik
- April 17, 2025
| |

Pengira ini membantu anda menentukan pelbagai parameter berkaitan objek dalam jatuh bebas di bawah graviti.

Jatuh bebas adalah gerakan objek di bawah pengaruh graviti sahaja, mengabaikan rintangan udara dan kuasa lain.

Hitung berapa lama masa yang diambil untuk objek jatuh dari ketinggian tertentu. Menggunakan formula: t = √(2h/g)

m/s²

About Free Fall

Jatuh bebas adalah gerakan objek apabila graviti adalah satu-satunya kuasa yang bertindak ke atasnya. Dalam ketiadaan rintangan udara, semua objek jatuh dengan pecutan yang sama tanpa mengira jisim mereka.

Persamaan Jatuh Bebas Asas:

Untuk objek yang jatuh dari keadaan rehat (v₀ = 0):

v = g × t

h = ½ × g × t²

v² = 2 × g × h

Di mana:

  • v = kelajuan akhir (m/s)
  • g = pecutan graviti (9.81 m/s² di Bumi)
  • t = masa jatuh (s)
  • h = ketinggian atau jarak jatuh (m)
Jatuh Bebas dengan Kelajuan Awal:

Untuk objek dengan kelajuan awal v₀:

v = v₀ + g × t

h = v₀ × t + ½ × g × t²

v² = v₀² + 2 × g × h

Gerakan ke Atas:

Untuk objek yang dibaling ke atas dengan kelajuan v₀:

Ketinggian maksimum: hmax = v₀²/(2g)

Masa untuk mencapai ketinggian maksimum: tup = v₀/g

Jumlah masa di udara: ttotal = 2 × v₀/g

Tenaga dalam Jatuh Bebas:

Pemeliharaan tenaga bermakna bahawa tenaga potensi ditukarkan kepada tenaga kinetik semasa jatuh bebas:

Tenaga potensi: PE = m × g × h

Tenaga kinetik: KE = ½ × m × v²

Jumlah tenaga: PE + KE = tetap

Kesan Rintangan Udara:

Dalam situasi dunia nyata, rintangan udara menjadi signifikan, terutama pada kelajuan yang lebih tinggi:

  • Kuasa rintangan udara adalah kira-kira berkadar dengan kuasa dua kelajuan: Fair ∝ v²
  • Objek mencapai kelajuan terminal apabila rintangan udara sama dengan kuasa graviti
  • Kelajuan terminal bergantung kepada jisim objek, luas permukaan, bentuk, dan ketumpatan udara
Pecutan Graviti di Pelbagai Badan Angkasa:
  • Bumi: 9.81 m/s²
  • Bulan: 1.62 m/s²
  • Marikh: 3.71 m/s²
  • Jupiter: 24.79 m/s²
  • Matahari: 274 m/s²
Aplikasi Jatuh Bebas:
  • Kejuruteraan: Reka bentuk ujian jatuh, lif, dan peralatan keselamatan
  • Sukan: Analisis menyelam, melompat, dan trajektori bola
  • Penjelajahan angkasa: Mekanik orbit dan pelancaran satelit
  • Pembinaan: Pertimbangan keselamatan untuk objek yang jatuh
  • Pendidikan fizik: Demonstrasi prinsip asas

Apa itu Kalkulator Jatuh Bebas?

Kalkulator Jatuh Bebas adalah alat yang membantu anda menentukan pelbagai parameter berkaitan dengan objek yang jatuh bebas di bawah graviti. Ia berguna untuk pelajar fizik, jurutera, dan sesiapa yang berminat untuk memahami gerakan di bawah graviti.

Formula Jatuh Bebas

Masa untuk Jatuh: \[ t = \sqrt{\frac{2h}{g}} \]

Kelajuan Impak: \[ v = \sqrt{2gh} \]

Jarak Jatuh: \[ h = \frac{1}{2} g t^2 \]

Ketinggian dari Masa: \[ h = \frac{g t^2}{2} \]

Ketinggian dari Kelajuan: \[ h = \frac{v^2}{2g} \]

Bagaimana Menggunakan Kalkulator Jatuh Bebas

  • Pilih jenis pengiraan: Masa untuk Jatuh, Kelajuan Impak, Jarak Jatuh, Ketinggian dari Masa, atau Ketinggian dari Kelajuan.
  • Masukkan nilai yang diperlukan, seperti ketinggian, kelajuan awal, pecutan graviti, atau masa.
  • Klik butang Hitung untuk mendapatkan hasil.
  • Lihat hasil terperinci, termasuk pengiraan tambahan seperti tenaga kinetik dan tenaga potensi.
  • Gunakan graf visualisasi untuk memahami gerakan objek dari masa ke masa.

Kenapa Kalkulator Jatuh Bebas Berguna?

  • Pendidikan Fizik: Membantu pelajar memahami persamaan gerakan dan aplikasi dunia nyata mereka.
  • Kejuruteraan Keselamatan: Digunakan untuk mengira masa jatuh dan daya impak untuk langkah-langkah keselamatan.
  • Analisis Sukan: Menentukan kesan graviti pada melompat, menyelam, dan gerakan projektil.
  • Pembinaan & Kejuruteraan: Berguna dalam menganalisis jarak jatuh dan senario impak.
  • Sains Angkasa: Membantu dalam mengkaji gerakan di bawah keadaan graviti yang berbeza.

Soalan Lazim (FAQ)

1. Apa itu jatuh bebas?

Jatuh bebas adalah gerakan objek di bawah pengaruh graviti sahaja, tanpa sebarang daya lain yang bertindak ke atasnya.

2. Adakah rintangan udara mempengaruhi jatuh bebas?

Dalam keadaan dunia nyata, rintangan udara boleh memperlahankan objek yang jatuh. Walau bagaimanapun, dalam kalkulator ini, rintangan udara biasanya diabaikan kecuali dinyatakan sebaliknya.

3. Bolehkah saya mengubah pecutan graviti?

Ya! Anda boleh memasukkan nilai yang berbeza untuk pecutan graviti untuk mensimulasikan jatuh bebas di planet lain atau dalam keadaan khas.

4. Unit apa yang harus saya gunakan untuk ketinggian dan kelajuan?

Anda boleh memilih dari pelbagai unit (meter, kaki, inci, dll.), dan kalkulator akan mengendalikan penukaran secara automatik.

5. Bagaimana visualisasi membantu?

Graf menunjukkan bagaimana ketinggian dan kelajuan berubah dari masa ke masa, memberikan anda pemahaman yang jelas tentang gerakan objek.