使い方
- 1つの欄に値を入力します(例:落下の高さ hに20)。ほかの2つの欄は空けておきます。
- 着地の速さ(km/h)と落下の時間を読みます。ほかの結果はその下に示されます。
- 落下中の速さと距離の表で、速さと距離が1秒ごとにどう増えるかを確認します。その後、計算の過程を開きます。
式
空気抵抗がなく、静止した状態から落下する物体は、一定の加速度gで落下します。gの標準値は9.80665 m/s²で、これは定義により正確な値です(標準重力加速度)。地球の表面近くでは、自由落下の加速度はこの値に近く、物体の質量には依存しません。
v = gt
h = ½gt²
v² = 2gh
平均の速さ = v ÷ 2
- 高さhから、時間は t = √(2h ÷ g)、着地の速さは v = √(2gh) になります。
- 時間tから、速さは v = gt、高さは h = ½gt² になります。
- 着地の速さvから、時間は t = v ÷ g、高さは h = v² ÷ (2g) になります。
このツールが含まないもの
- 空気抵抗。スカイダイバーは、抗力が重力とつり合うときの終端速度、約53 m/sに達します。そのため、長い落下では実際の速さが、このツールの示す値に達することはありません。
- 上や下に投げられた物体。このツールは、静止した状態から始まると仮定します。
- 月や別の惑星での落下。そこではgが異なり、このツールは地球の表面の値を使います。
実例:20 mからの落下
h = 20 m のとき、時間は t = √(2 × 20 ÷ 9.80665) = 2.02 s です。着地の速さは v = √(2 × 9.80665 × 20) = 19.81 m/s で、19.81 × 3.6 = 71.3 km/h です。
落下中の平均の速さは着地の速さの半分で、19.81 ÷ 2 = 9.903 m/s です。速さは0から一定の割合で増えるためです。
| 量 | 値 |
|---|---|
| 落下した距離 | 20 m |
| 落下の時間 | 2.02 s |
| 着地の速さ | 19.81 m/s |
| 着地の速さ(km/h) | 71.3 km/h |
| 平均の速さ | 9.903 m/s |
よくある質問
物体の質量によって落下は変わりますか?
空気抵抗がなければ変わりません。ガリレオが示したように、すべての物体は質量にかかわらず同じ加速度で落下します。羽根がゆっくり落ちるのは、空気がそれを押し戻すからにすぎません。
着地の速さをkm/hに換算するにはどうすればよいですか?
メートル毎秒の値に3.6を掛けます。1メートル毎秒は3.6キロメートル毎時だからです。19.81 m/sは71.3 km/hです。速さをkm/hで入力することもでき、その場合は計算ツールが換算します。
平均の速さが着地の速さの半分になるのはなぜですか?
速さは0から着地の速さまで一定の割合で増えるため、落下中の平均は最終の値の半分になります。落下距離は、その平均に時間を掛けたものです。
地球上の長い落下がこのツールの示す速さに達しないのはなぜですか?
空気抵抗は速さが大きくなるほど強くなり、重力とつり合う終端速度に達します。人間のスカイダイバーの場合は約53 m/sです。大きな高さからの落下はこれより速くなれないため、このツールは短い落下と真空中の落下にしか正確ではありません。
建物や崖の高さを使えますか?
はい。物体が静止した状態から落とされるならできます。高さをメートルで入力します。その距離で空気抵抗が小さければ、20 mの崖は実例と同じ値になります。
時間が分で示されている場合はどうすればよいですか?
minやhを付けて入力します(例:2 min)。計算ツールは、高さと速さを求める前に時間を秒に換算します。
出典
- Wikipedia(英語): Free fall (acceleration near the Earth's surface and terminal velocity)
- Wikipedia(英語): Standard gravity (9.80665 m/s², exact by definition)
数値と文章の最終確認日:2026年11月10日火曜日。