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物理计算器

共 209 个免费在线工具

力学、电磁、热学与近代物理四大块。运动学给出匀变速全公式组与代入过程;电路计算覆盖欧姆定律、串并联与基尔霍夫定律;光学板块从折射定律到透镜成像;近代物理含质能方程、半衰期与光电效应。

天体与航天单独成组,轨道速度、齐奥尔科夫斯基公式与开普勒定律都在其中。每个工具附公式推导与单位换算。

电学

欧姆定律、串并联电阻与功率计算。

欧姆定律计算器已知电压、电流、电阻、功率中任意两项求其余两项,支持 mV/kV、mA/µA、kΩ/MΩ、mW/kW 单位前缀直接输入;附推导公式、线路承载对照、电费估算与常见电器功率对照。串联/并联电阻模式支持 2–6 个电阻,填总电压给出各支路分压或分流明细。电阻色环计算器电阻色环识别与反查:4 环/5 环/6 环点击换色即时识阻,真实电阻示意图同步重绘;阻值反配色环(精确值双方案、非标值自动就近 E24/E96 标称);E24 串并联凑值 Top 5;功率核算(P=I²R)与 50% 降额选型、LED 限流电阻计算。库仑定律计算器输入两个点电荷的电量与距离,计算静电力 F = kq₁q₂/r²,判断吸引或排斥,演示平方反比规律。电场强度计算器计算点电荷周围的电场强度 E = kQ/r² 与试探电荷受力 F = qE,演示场强随距离的平方衰减规律。平板电容器计算器输入极板面积、间距与介质,计算平板电容 C = ε₀εᵣA/d,以及指定电压下的储电量与储能,介质影响一目了然。导线电阻按 R=ρL/A 计算导线电阻,内置铜铝铁等七种材料电阻率与压降估算。电容储能按 U=½CV² 计算电容器储存的能量与电荷量,评估放电安全风险。LC 谐振按 f=1/(2π√LC) 计算 LC 回路谐振频率、角频率与特性阻抗,收音机调谐原理。洛伦兹力按 F=qvB 计算带电粒子在磁场中的受力、回旋半径与周期,质谱仪原理。电磁感应按 ε=NΔΦ/Δt 计算感应电动势,发电机、变压器与无线充电的共同原理。

运动与力学

速度加速度、牛顿定律与运动学公式。

速度与加速度计算器匀变速直线运动五量(初速度、末速度、加速度、时间、位移)知三求二,附 v-t 图可视化;自由落体高度/时间/速度三向互算,支持地球/月球/火星重力场与逐秒下落表;刹车距离按反应距离 + 制动距离两段计算,四种路面附着系数与六档车速对照表。加速度计算器按初速度、末速度与时间计算加速度,附位移与平均速度。力计算器牛顿第二定律 F=ma 三量互求,内置重力、摩擦力、弹力、向心力等常见力场景,附力的矢量合成图和常见力大小对照表。自由落体计算器输入下落高度或时间,计算自由落体的下落时间、触地速度与高度,支持地球/月球/火星/木星/太阳五种重力场。终端速度计算器根据质量、迎风面积、阻力系数与流体密度,计算物体在重力下自由下落的终端速度,跳伞与空气动力学基础工具。抛体运动计算器按初速度与发射角度计算射程、最大高度与飞行时间。动量计算器动量 p=mv 与动能 KE=½mv² 在线计算,附冲量与速度变化。冲量计算器冲量与动量定理互算:J = F·Δt = m·Δv,支持力×时间求冲量、动量变化反求平均作用力两种模式,碰撞分析基础工具。弹性碰撞计算器一维完全弹性碰撞求解:输入两物体质量与初速度,计算碰后速度 v₁′、v₂′,并验证动量与动能双守恒。摩擦力计算器按摩擦系数与法向力计算摩擦力,支持水平面与斜面两种模式。空气阻力计算器输入速度、阻力系数、迎风面积与空气密度,计算空气阻力 F = ½ρv²CdA 与克服阻力的功率,汽车风阻评估工具。压强计算器压强 P=F/A 在线计算:输入力与面积,输出 Pa/kPa/bar/psi/atm 五单位换算。

能量与热学

动能势能、比热容与热平衡。

能量换算计算器焦耳/千焦/卡路里/千卡/千瓦时/电子伏特等能量单位互算,附生活场景对照(食物/电费/燃油/电池)。功与功率按力、位移与夹角计算功(W=Fs·cosθ),并估算对应功率。动能按质量与速度计算动能(½mv²),附动量值,理解「速度翻倍、动能四倍」的物理直觉。重力势能按质量与高度计算重力势能(mgh),并给出全部转化为动能时的落地速度。温度换算器摄氏、华氏、开尔文、兰氏、列氏五种温标实时互转,支持读数与温差两种模式;内置风寒/酷热体感温度评估、烘焙温度对照表与体温分级带,参照点刻度尺直观标注冰点、体温、沸点与当前值位置。热量计算按质量、比热容与温度变化计算吸放热量(Q=cmΔT),附常用物质比热参考。热膨胀计算器输入材料、原始长度与温度变化,计算线膨胀 ΔL = αL₀ΔT 与体积变化率,内置钢/铝/铜/玻璃/混凝土/殷钢等材料系数。潜热计算器计算冰融化/水汽化的潜热 Q = mL,支持冰水汽全程五段热量分解(冰升温→熔化→水升温→汽化→汽升温),含电费折算。卡诺效率计算器输入热源与冷源温度,计算卡诺热机的理论极限效率 η = 1 − Tc/Th,以及给定吸热量下的最大输出功与必然排放的废热。在线热辐射计算器输入表面温度、面积与发射率,计算热辐射功率 P = εσAT⁴,附维恩位移定律峰值波长,恒星与地暖共用一条定律。风寒指数按气温与风速计算风寒体感温度(NOAA 公式),评估户外冻伤风险。酷热指数按气温与相对湿度计算酷热体感温度(Rothfusz 回归),评估中暑风险等级。

波与光学

波长频率、折射反射与透镜成像。

天体与航天

引力、轨道速度与开普勒定律。

量子与相对论

质能方程、光电效应与相对论基础。

转动与进动

转动惯量、角动量与力矩平衡。

碰撞与摆

弹性碰撞、动量守恒与单摆周期。

航天轨道进阶

霍曼转移、轨道能量与同步轨道。

振动与波进阶

简谐振动、阻尼与共振条件。

流体力学

浮力、压强与伯努利方程。

热学进阶

热机效率、熵变与卡诺循环。

电磁学进阶

库仑力、电场强度与安培力。

光学进阶

干涉衍射、光栅方程与偏振。

近代物理进阶

波粒二象性、原子能级与衰变。

天文测量

视差、星等与光度距离。

单位换算

力学电学热学单位互转,附换算系数。

牛顿力学

三大定律的受力分析与解题示范。

牛顿第二定律计算器牛顿第二定律 F=ma 三量互求:输入任意两个量求第三个,附受力分析与单位换算提示。牛顿第三定律计算器输入质量流率、排气速度或蹬地质量与加速度,计算作用力与反作用力对:火箭推力、行走蹬地与碰撞互撞三场景解读。SUVAT运动学计算器匀加速直线运动 SUVAT 五公式联立求解:输入已知量,自动解出位移、初速、末速、加速度与时间。抛体运动计算器输入初速度与抛射角,按理想抛体公式计算射程、最大高度、飞行时间与水平分速度,附 45 度最远规律与空气阻力说明。胡克定律计算器按胡克定律 F = kx 计算弹簧弹力,支持反求劲度系数与伸长量,附弹性势能与简谐振动周期。合力计算器输入两个力的大小与夹角,按余弦定理直出合力大小与方向角,附同向、反向与垂直特例。合速度计算器输入两个垂直分速度直出合速度大小与方向角,附渡船过河与飞机侧风典型场景,最短时间与最短位移双策略解读。加速度大小计算器输入加速度的二维或三维分量,立即算出合加速度大小,附自由落体与匀加速运动语境参考。弹道初速计算器由弹头动能与质量反推枪口初速,附马赫数判定与英制换算,弹道学入门工具。水深压力计算器输入水深直出表压、绝对压与大气压倍数,淡水海水密度可切换,潜水、水箱与水下工程的基础压强估算。重力加速度计算器按行星质量与半径计算表面重力加速度 g,支持海拔高度修正与八大行星/月球预设对照。

振动与转动

振动与转动的合成、进动与章动。

热与流动

传热方式、热流密度与流体阻力。

焦耳热计算器输入电流、电阻与通电时间,一键算出焦耳热 Q = I²Rt:直出发热功率与热量(J/kJ/cal),附导线选载流量、保险丝熔断与节能设计的三重应用解读。牛顿冷却定律计算器输入环境温度、初始温度与冷却系数,推算任意时刻温度或降到目标温度所需时间:支持双点实测反推 k,附咖啡降温与法医应用。斯特藩-玻尔兹曼定律计算器输入温度、面积与发射率,按 P = εσAT⁴ 算出黑体辐射功率,附人体辐射、太阳表面与红热温度等经典算例。热机效率计算器输入吸热量与做功量,直出热机效率并与卡诺极限对照,判断热机是否越过理论天花板。显热计算器按质量比热温差直出显热量,支持水与空气预设,附暖通风量口径与显热潜热区别说明。制冷系数 COP 计算器输入制冷量与输入功率,计算制冷系数 COP 与制热系数,评估空调、热泵与制冷机的能效水平。空气密度计算器输入海拔或实测气温气压,按国际标准大气模型算出空气密度 kg/m³,附露点湿度修正、运动与工程场景对照——高原骑行、发动机调校、气动计算的第一步。海拔气压计算器输入海拔高度,按 ISA 国际标准大气公式计算该高度的气压(Pa/hPa/kPa),附对流层公式适用范围与真实大气偏差说明。绝对湿度计算器输入气温与相对湿度,按 Magnus 公式换算绝对湿度(g/m³)、水汽分压与露点,空气含水量一目了然。普朗特数计算器Pr = μ·cp/λ 或 ν/α 双口径计算普朗特数,内置空气水油常见流体物性,判读流动与传热边界层关系。

流体进阶

雷诺数、层流湍流与管流损失。

弗劳德数计算器输入流速与特征长度计算弗劳德数 Fr,判定亚临界/临界/超临界流态,附船行波、明渠流与模型相似准则应用。泊肃叶定律计算器按泊肃叶定律在压差、流量、管长、管径与黏度之间互相求解,附层流判据与 r⁴ 敏感性提示。平均自由程计算器根据温度、分子直径与压强计算气体分子的平均自由程,理解气体扩散与真空输运的微观基础。气体分子方均根速率计算器由 v=√(3RT/M) 计算理想气体分子的方均根速率:输入气体摩尔质量与温度,即时得到室温下空气分子约 500 m/s 的微观速度,连通温度与分子动能。杨-拉普拉斯方程计算器输入表面张力与两个主曲率半径,计算弯曲液面内外压差,球形液滴 Δp=2γ/R 一键直出。U 型管压力计计算器输入工作液体密度与两侧液面高度差,立即算出压差与表压,支持水银/水/酒精多液体,实验室与暖通测压必备。马格努斯力计算器输入球体半径、转速、前进速度与空气密度,按简化模型计算马格努斯力大小,理解香蕉球、上旋球与弧线球的物理原理。约化质量计算器输入两个质量直出约化质量 μ = m₁m₂/(m₁+m₂),附氢原子与地月系统算例,适用振动光谱、双星轨道与开普勒修正。数密度计算器由粒子总数与体积计算数密度,支持理想气体 P/kT 口径直接求分子数密度,附洛施密特常数与真空度换算参考。

声学

声压级、分贝叠加与混响时间。

光学

几何光学成像与波动光学现象。

电磁进阶

麦克斯韦方程组相关的场量计算。

洛伦兹力计算器输入电荷量、速度、磁感应强度与夹角,按 F = qvB·sinθ 一键算出洛伦兹力:直出圆周运动半径、回旋周期与速度选择器/质谱仪的工程口径。高斯定律计算器由包围电荷计算电通量 Φ = Q/ε₀,并给出点电荷球面场强 E = Q/(4πε₀r²),支持常见电荷量级。回旋频率计算器输入电荷量、磁感应强度与粒子质量,计算带电粒子在匀强磁场中的回旋频率与回旋周期,支持电子、质子等常见粒子预设。阿尔文速度计算器 - 磁化等离子体波动输入磁场强度与等离子体质量密度,按 vA = B/√(μ₀ρ) 计算阿尔文速度,附行星际介质、太阳风与日冕预设及磁压对比。电场中带电粒子加速度计算器输入电荷量、电场强度与质量,按 a = qE/m 计算带电粒子在匀强电场中的加速度,附预设电子/质子/α 粒子与末速、位移估算。载流导线安培力计算器输入磁感应强度、电流、导线长度与夹角,立即算出载流导线在磁场中受到的安培力,电机与电磁弹射原理核心公式。磁偶极矩计算器输入磁矩、磁感应强度与夹角,立即算出磁场对磁偶极子的力矩与势能,指南针、核磁共振与原子磁性的共同原理。平行导线磁力计算器输入两导线电流与间距,立即算出单位长度磁力,同向相吸反向相斥,安培定义与输电线路受力核心公式。磁矩计算器输入匝数、电流与线圈面积,立即算出磁矩大小与方向判定,电磁铁设计与磁偶极建模的基础量。磁导率计算器输入相对磁导率立即算出绝对磁导率,并由 B = μH 求磁场中的磁感应强度,涵盖抗磁/顺磁/铁磁材料对照。直导线磁场计算器输入电流与距离,立即算出长直载流导线周围的磁感应强度,右手定则判方向,输电线路与电磁兼容分析基础。球形电容器计算器按内外球半径与介质求容量:C=4πε₀εr·ab/(b−a),附单球孤立电容、耐压场强校核与同容量平板电容对照。

天体与火箭

齐奥尔科夫斯基公式与多级火箭。

史瓦西半径计算器按质量直出史瓦西半径(事件视界),太阳地球月球等预设对照,附逃逸速度与密度说明,黑洞科普与物理学习常用。红移计算器输入发射与观测波长(或直接给 z),计算红移、退行速度与哈勃距离,附相对论修正与哈勃常数口径说明。哈勃定律计算器由哈勃常数与距离计算星系退行速度,或反推距离,附哈勃时间与宇宙尺度直观参照。开普勒第三定律轨道周期计算器输入轨道半长轴(AU),一键算出绕日公转周期 T = a^1.5(年):支持火星/木星/小行星带快选、质量偏离太阳的主星修正版与轨道速度估算。齐奥尔科夫斯基火箭方程计算器输入有效排气速度与质量比,一键算出火箭的速度增量 Δv = ve·ln(m₀/m₁):附比冲换算、多级火箭串联叠加与质量比的天花板解读,航天入门第一公式。火箭推力计算器输入质量流量与排气速度直出动量推力,叠加喷管压差项得到总推力,附真空/海平面口径与推重比参考。火箭比冲计算器由 Isp=推力/重量流量 定义比冲,换算有效排气速度 ve=Isp×g₀,并联立齐奥尔科夫斯基公式 Δv=ve·ln(m₀/m₁) 估算速度增量,评估推进剂效率一步到位。马赫数计算器输入飞行速度或马赫数,按当地音速一键互算:附亚音速/跨音速/超音速分区判定、气温修正与音爆原理解读。相对论速度叠加计算器按洛伦兹变换计算两速度的相对论叠加,对比经典伽利略叠加,展示低速近似与光速极限。

近代与核

半衰期、结合能与核反应计算。

其他工具

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