⏱️ 在每顆行星上從任意高度墜落的時間
輸入一個高度,看看在地球、月球、火星、木星及其他 10 個天體上墜落要多久,並顯示以 m/s 與 km/h 表示的撞擊速度。同一個 100 公尺墜落:地球 4.5 秒、月球 11.1 秒、木星 2.8 秒。
這是什麼工具?
從 100 公尺丟下一個物體,在地球上 4.5 秒就落地。在月球上做同樣的事則要 11.1 秒——時間超過兩倍,速度卻不到一半。在木星上,2.8 秒就以 253 km/h 結束。重力是唯一的變數,而公式是物理學最古老的公式之一:t = √(2h / g)。
這個計算機回答了每個科幻墜落、每個電玩死亡掉落,以及每個「如果我從火星的這棟建築跳下去會怎樣」的思想實驗。輸入從一公尺到十公里之間的任何高度,它就會回傳 14 個天體的墜落時間與撞擊速度:太陽、八大行星、月球、冥王星、穀神星、泰坦與歐羅巴。穀星星需要最久,因為它的重力只有地球的 2.8%;太陽最快,高達 27.9 g,100 公尺墜落只需 0.85 秒。
與生存有關的衍生指標是撞擊速度——真正會造成傷害的就是它。同樣的 100 公尺墜落,在地球以 159 km/h 結束,在月球卻只有 65 km/h,這正是阿波羅太空人能安全跳躍落地、而同樣動作在家裡會致命的原因。如果您喜歡比較太陽系中的天體,也看看在相同重力下血液噴多遠、噴嚏在月球能飛多遠,或在每顆行星上需要多少氣球才能浮起來。想探討比較溫和的重力問題,可以查看在其他世界你會長多高。
運作原理
在真空中,墜落物體以當地表面重力 g 加速。方程式如下:
- 墜落時間 — t = √(2h / g),由 h = ½gt² 推導而來。時間與重力的平方根成反比:重力降到四分之一,時間就會加倍。
- 撞擊速度 — v = g × t = √(2gh)。速度與重力的平方根成正比:在月球(0.166 g),撞擊速度約為地球的 41%。
100 公尺墜落的參考時間:
| 天體 | g (m/s²) | 墜落時間 (s) | 撞擊速度 (km/h) |
|---|---|---|---|
| 太陽 | 274.13 | 0.85 s | 843 km/h |
| 水星 | 3.70 | 7.35 s | 98 km/h |
| 金星 | 8.87 | 4.75 s | 152 km/h |
| 地球 | 9.81 | 4.52 s | 159 km/h |
| 月球 | 1.62 | 11.11 s | 65 km/h |
| 火星 | 3.71 | 7.34 s | 98 km/h |
| 木星 | 24.79 | 2.84 s | 253 km/h |
| 土星 | 10.44 | 4.38 s | 165 km/h |
| 天王星 | 8.69 | 4.80 s | 150 km/h |
| 海王星 | 11.15 | 4.24 s | 170 km/h |
| 冥王星 | 0.62 | 17.96 s | 40 km/h |
| 穀神星 | 0.28 | 26.73 s | 27 km/h |
| 泰坦 | 1.35 | 12.17 s | 59 km/h |
| 歐羅巴 | 1.31 | 12.36 s | 58 km/h |
兩項衍生數據補全了表格:最慢的墜落(穀神星,26.7 秒)與最快的(太陽,0.85 秒)。同樣的運動學也支撐著我們的加速度計算機——墜落不過是從靜止開始的等加速運動。
太陽系重力數據表:100 公尺墜落時間
同樣是從 100 公尺墜落,在不同的星球上結果截然不同。下表列出本工具涵蓋的全部 14 個天體的 NASA 表面重力、相對地球的倍數、真空中墜落 100 公尺所需時間,以及脫離該天體所需的脫離速度。
| 天體 | g (m/s²) | 相對地球 | 100 公尺墜落時間 (s) | 脫離速度 (km/s) |
|---|---|---|---|---|
| 太陽 | 274.13 | 27.94 | 0.85 | 617.6 |
| 水星 | 3.7 | 0.378 | 7.35 | 4.3 |
| 金星 | 8.87 | 0.904 | 4.75 | 10.4 |
| 地球 | 9.81 | 1.0 | 4.52 | 11.2 |
| 月球 | 1.62 | 0.166 | 11.11 | 2.4 |
| 火星 | 3.71 | 0.378 | 7.34 | 5.0 |
| 木星 | 24.79 | 2.528 | 2.84 | 59.5 |
| 土星 | 10.44 | 1.065 | 4.38 | 35.5 |
| 天王星 | 8.69 | 0.886 | 4.80 | 21.3 |
| 海王星 | 11.15 | 1.137 | 4.24 | 23.5 |
| 冥王星 | 0.62 | 0.063 | 17.96 | 1.3 |
| 穀神星 | 0.28 | 0.028 | 26.73 | 0.5 |
| 土衛六 | 1.35 | 0.138 | 12.17 | 2.6 |
| 木衛二 | 1.31 | 0.134 | 12.36 | 2.0 |
注意其中的差距:在穀神星上,同樣一墜要花約 26.7 秒——下落途中甚至夠聊幾句天;而在太陽上不到 1 秒就結束了。月球為 11.1 秒,約是地球 4.52 秒的 2.5 倍,因為月球重力只有地球的約六分之一。
脫離速度一欄解釋了為什麼飛往小天體的任務如此省燃料:在穀神星上 0.5 km/s 的脫離速度,意味著一次有力的投擲就已經相當接近完全逃離。相比之下,在氣態巨行星上,從雲頂發射的化學火箭根本無法單靠自身動力入軌。
使用方法
- 輸入墜落高度(公尺)(1 到 10,000)。
- 點擊「計算墜落時間」執行運動學運算。
- 讀取 14 個天體各自的墜落時間與撞擊速度。
- 比較底部最慢(穀神星)與最快(太陽)的墜落。
- 請注意時間為真空值;濃厚的大氣會改變真實結果。
常見問題
為什麼在月球墜落要久這麼多?
墜落時間是 t = √(2h/g)。月球重力是地球的 16.6%,所以時間是 √(1/0.166) ≈ 2.46 倍:100 公尺需要 11.1 秒,對比地球的 4.5 秒。重力越低、加速度越慢、墜落越久。
在木星上落地有多快?
100 公尺墜落在木星上的撞擊速度約為 70.4 m/s = 253 km/h,因為其表面重力是地球的 2.53 倍,而速度以 √(2gh) 縮放。這約是地球撞擊速度的 1.6 倍。
空氣阻力會改變這些數字嗎?
會,但只在有濃厚大氣的世界。在地球上,終端速度把跳傘者限制在約 200 km/h,所以長距離墜落比真空公式更久。在月球、水星或冥王星上沒有空氣,因此公式是精確的。
在冥王星上,100 公尺墜落能活下來嗎?
真空撞擊速度為 40 km/h——落在可存活的車禍速度範圍內,不過其他因素(太空衣、著地表面、身體姿勢)決定現實結果。在地球上,同一個墜落以 159 km/h 撞擊,幾乎總是致命。
在火星上 1 秒墜落需要多高?
解 h = ½gt²,代入 g = 3.71 m/s² 與 t = 1 秒:h ≈ 1.86 公尺。在地球上,同樣的 1 秒墜落需要 4.9 公尺;在月球上只需 0.81 公尺。用同一個工具輸入不同高度即可得到答案。
技巧與建議
一旦高度超過地球上的數百公尺,空氣阻力就開始重要:跳傘者在約 12 秒後達到終端速度(約 200 km/h),所以 4,000 公尺的跳傘實際約需 60-90 秒,而不是真空值的 28.6 秒。在無空氣的世界(月球、水星、冥王星、穀神星),真空公式是精確的——沒有大氣會減慢您的速度。在金星與泰坦上,濃厚的大氣會把速度壓制到遠低於真空估算。就生存問題而言,撞擊速度才是關鍵數字:車禍中約 40-60 km/h 有機會存活,這意味著冥王星上的 100 公尺墜落以 40 km/h 結束——理論上可存活;而地球上的同一個墜落以 159 km/h 結束,則幾乎必死。如果您計畫在月球跳躍,請記得您有更多滯空時間:反應時間不變,所以想要接住自己並不會更容易。想一般性地了解運動物理,可以把這個工具與速度、距離與時間計算機搭配使用。
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來源與參考
重力與運動學資料:
- NASA 行星資料表 — 表面重力數值。
- 自由落體方程式 t = √(2h/g) 與 v = √(2gh) — OpenStax 大學物理。
- 人體對撞擊速度的耐受性 — NHTSA 撞擊安全文獻。
上次審閱:2026 年 8 月。
限制與免責聲明
此工具計算理想真空自由落體,僅供物理教育之用,並非任何真實活動的安全參考。
此工具未納入考量的因素:
- 有大氣世界(地球、金星、泰坦、氣體巨行星)上的空氣阻力與終端速度。
- 身體姿勢、阻力係數與降落傘的影響。
- 非球形天體以及隨海拔變化的重力差異。
- 撞擊速度之外的人體耐受因素(表面材質、姿勢、裝備)。
請勿使用結果規劃或合理化任何真實世界的跳躍或墜落。