🍎 自由落體運動 - Physics Lab

實驗介紹

這個實驗讓你看到「重力」如何讓物體下落。你可以調整兩個物體的質量和空氣阻力，觀察它們是否同時落地。

在真空中（阻力 = 0），不管物體多重，它們都會同時落地——這就是伽利略在比薩斜塔上想證明的事。但加上空氣阻力後，輕的物體（如羽毛）會被空氣托住，落得比較慢。

物理知識

核心概念

在地球表面附近，所有物體自由落下時的加速度都相同，約為 9.8 m/s²，我們用 g 來表示。

白話來說：每過一秒，物體的速度就增加 9.8 m/s。第一秒末速度是 9.8 m/s，第二秒末是 19.6 m/s，以此類推。

核心公式

\[v = gt\] \[h = \frac{1}{2}gt^2\] \[v^2 = 2gh\]

$g$：重力加速度 ≈ 9.8 m/s²
$t$：下落時間（s）
$h$：下落高度（m）
$v$：瞬時速度（m/s）

從圖表看出端倪

速度-時間圖：是一條斜直線，斜率就是 g（9.8 m/s²）
位移-時間圖：是一條拋物線，代表下落距離隨時間平方增加

生活中的自由落體

🍎 蘋果從樹上掉下來：牛頓看到蘋果落體，想到了萬有引力
🪂 跳傘員：打開降落傘前就是自由落體（忽略空氣阻力的話）
🎢 雲霄飛車俯衝：從最高點往下衝的那段接近自由落體
🌧️ 雨滴：雨滴從雲層落下，受重力加速，但也受空氣阻力

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📊 實驗探究思考

為什麼鐵球和羽毛在真空中會同時落地，但在空氣中就不會？
自由落體的物體，每秒速度增加多少？這跟重力加速度有什麼關係？
把一個球往上丟和往下丟，哪個落地時速度比較快？為什麼？
月球上的重力加速度只有地球的 1/6，在月球做自由落體實驗會有什麼不同？