Kalkulator Jatuh Bebas: Jarak & Halaju
Jatuh bebas ialah gerakan objek yang hanya dipengaruhi oleh daya graviti, tanpa sebarang rintangan udara. Semua objek jatuh bebas dengan pecutan yang sama iaitu g = 9.81 m/s², tanpa mengira jisimnya. Ini dibuktikan oleh Galileo Galilei.
Cara Kira Jatuh Bebas
Formula kira jatuh bebas untuk jarak ialah:
d = ½ × g × t²
Di mana:
- d = jarak jatuh (meter)
- g = pecutan graviti = 9.81 m/s²
- t = masa jatuh (saat)
Kalkulator kira jatuh bebas di atas menggunakan formula ini secara langsung. Masukkan masa dalam saat, dan jarak dikira serta-merta.
Formula Jatuh Bebas: Jarak = ½ × g × t² (g = 9.81 m/s²)
Contoh Pengiraan Jatuh Bebas
Sebiji batu dijatuhkan dari tebing setinggi 50 meter. Berapa lama masa yang diperlukan untuk ia mencecah tanah?
Cara kira: susun semula formula d = ½gt² untuk t:
t = √(2d / g) = √(2 × 50 / 9.81) = √(10.19) ≈ 3.19 saat
Halaju jatuh bebas semasa tiba di tanah:
v = g × t = 9.81 × 3.19 ≈ 31.3 m/s
Cuba nilai yang sama dalam kalkulator kira jatuh bebas di atas untuk sahkan keputusan ini.
Apa itu Jatuh Bebas?
Jatuh Bebas ialah gerakan objek yang hanya dipengaruhi oleh daya graviti, tanpa sebarang rintangan udara. Semua objek dalam keadaan jatuh bebas mengalami pecutan yang sama iaitu g = 9.81 m/s², tanpa mengira jisim atau saiznya.
Galileo Galilei membuktikan prinsip ini pada abad ke-17. Eksperimennya di Menara Pisa menunjukkan bahawa bola besi dan bola kayu mencecah tanah hampir serentak apabila dijatuhkan dari ketinggian yang sama. Daya graviti bertindak sama rata ke atas semua jisim.
Mengapa Jatuh Bebas Penting?
Jatuh Bebas ialah asas kepada fizik klasik Newton. Tanpa memahami cara kira jatuh bebas, bidang seperti kejuruteraan aeroangkasa, rekabentuk payung terjun, dan kajian impak tidak dapat dilakukan dengan tepat.
Dalam sains angkasa, astronaut di orbit mengelilingi Bumi sebenarnya berada dalam keadaan jatuh bebas berterusan. Mereka tidak terapung kerana tiada graviti, tetapi kerana kapal angkasa mereka jatuh ke arah Bumi pada kadar yang sama dengan pergerakan hadapan mereka. Rujuk kalkulator pecutan graviti untuk kira nilai g pada ketinggian berbeza.
Halaju semasa Jatuh Bebas
Halaju semasa Jatuh Bebas dikira dengan formula:
v = g × t
Halaju jatuh bebas meningkat 9.81 m/s bagi setiap saat yang berlalu. Selepas 1 saat, halaju ialah 9.81 m/s. Selepas 5 saat, halaju mencapai 49.05 m/s (lebih 176 km/j).
Dalam udara terbuka, objek akhirnya mencapai halaju terminal apabila daya rintangan udara menyamai daya graviti. Manusia biasanya mencapai halaju terminal sekitar 53 m/s (190 km/j) dalam posisi mendatar. Untuk kira pergerakan melibatkan halaju awal atau rintangan, gunakan kalkulator halaju yang menyokong parameter tambahan.
| Masa (s) | Jarak Jatuh (m) | Halaju Akhir (m/s) |
|---|---|---|
| 1 | 4.905 | 9.81 |
| 2 | 19.62 | 19.62 |
| 3 | 44.145 | 29.43 |
| 4 | 78.48 | 39.24 |
| 5 | 122.625 | 49.05 |
| 10 | 490.5 | 98.1 |
| 0.5 | 1.226 | 4.905 |
| 7 | 240.345 | 68.67 |
Soalan Lazim
A Jatuh bebas ialah gerakan objek yang hanya dipengaruhi oleh daya graviti, tanpa sebarang rintangan udara. Dalam keadaan ini, semua objek jatuh dengan pecutan yang sama iaitu g = 9.81 m/s², tanpa mengira jisimnya.
A Cara kira jarak jatuh bebas menggunakan formula d = ½ × g × t², di mana g = 9.81 m/s² dan t ialah masa dalam saat. Contoh: selepas 3 saat, jarak = ½ × 9.81 × 9 = 44.145 m. Halaju pula dikira dengan v = g × t.
A Nilai pecutan graviti di permukaan Bumi ialah g = 9.81 m/s². Nilai ini tetap untuk semua objek tanpa mengira jisim, selagi tiada rintangan udara. Di bulan, nilai g ialah 1.62 m/s², iaitu kira-kira satu per enam nilai di Bumi.
A Jatuh bebas ialah asas kepada mekanik Newton dan fizik klasik. Ia menerangkan pergerakan objek di bawah graviti, yang penting dalam bidang kejuruteraan, sains angkasa, dan rekabentuk sistem keselamatan seperti payung terjun.
A Tidak. Jisim tidak mempengaruhi kadar jatuh bebas. Semua objek jatuh dengan pecutan yang sama (g = 9.81 m/s²) dalam keadaan vakum. Galileo Galilei membuktikan ini pada abad ke-17. Perbezaan masa tiba di tanah dalam udara terbuka adalah disebabkan rintangan udara, bukan jisim.