前往校外教學的遊覽車上, 四人正興奮的討論著去樂園遊玩的行程。 梨梨開心的說: 「麥麥,我們一起玩這個遊樂設施! 它會把你從地面垂直升上空中, 停三秒後, 再讓你垂直下降三秒回到地面。 超~刺激的喔!」 麥麥害怕的說: 「我不敢坐啦~」 小數蛙好奇的插嘴: 「聽起來不可怕呀? 梨梨我陪你坐!」 狐狸貓在一旁偷笑著說: 「你確定?很恐怖喔!」 但小數蛙忽略了狐狸貓的警告。 綁上安全帶後, 隨著遊樂設施緩緩的上升, 小數蛙有點後悔了。 準備落下囉! 「啊───」 小數蛙的尖叫聲還來不及收尾音, 坐在椅子上的他就已經回到地面了。 他腿軟的和狐狸貓等人會合後, 四人繼續往下一處遊玩, 邊討論剛剛的經驗。 小數蛙餘悸猶存的說: 「這什麼遊樂設施啊?我再也不敢玩了!」 狐狸貓說: 「它的介紹都寫了自由落體, 當然很刺激囉! 自由落體指的是, 當物體在運動過程中, 只受重力作用而不受其他作用力影響。 也就是物體作加速度運動, 而且運動方向是垂直向下!」 小數蛙好奇的問道: 「你是怎麼知道這個設施很恐怖的? 光聽垂直落下不可怕呀!」 狐狸貓笑著說: 「我是知道自由落體的加速度很快啦! 物體在運動時, 受重力影響而產生的加速度, 我們稱為重力加速度。 而重力加速度的數值在地表附近是固定的, 都是約每秒平方9.8公尺 物體落下時, 光是一秒就增加了9.8公尺的速度 何況你還下降3秒呢…… 唉唷喂呀, 3秒時的速度想著我都害怕了……」 小數蛙疑惑的問: 「等等,重力加速度的數值是固定的? 就算是兩個不同質量的物體從相同的高度掉落, 也會同時碰到地面嗎?」 狐狸貓回答: 「沒錯!其實這個現象是由伽利略推論出來的。 據說他當時從義大利的比薩斜塔頂端, 同時釋放兩顆不同質量的銅球, 結果發現兩顆銅球竟然幾乎同時到達地面。 所以他猜想, 從同一個高度自由落下來的物體, 不管質量是否不同, 到達地面所需要的時間都相同。」 「在伽利略之後, 波以耳用一個實驗證實了伽利略的看法。」 小數蛙急著問:「什麼實驗?我要看!」 狐狸貓寶貝的說: 「它是接近真空的玻璃管, 你看到裡面有一枚錢幣和一根羽毛了嗎? 我把玻璃管翻過來,你看誰先落到底部?」 小數蛙驚訝的拍手: 「硬幣和羽毛的速度竟然一樣!」 狐狸貓得意的說: 「沒錯!波以耳就是用這個實驗 證實了在不受空氣阻力的影響下, 物體從相同高度、 同時落下的物體會同時著地, 和物體的質量無關。」 小數蛙想了想, 指了指梨梨和麥麥,問道: 「可是梨梨拿著1顆1公克的魚飼料, 麥麥拿著50公克的麵包, 剛剛他們將魚食丟入水池時, 魚飼料移動的速度好像比麵包快了一點耶?」 狐狸貓笑著說明: 「這就是因為在有空氣阻力的環境中而造成的。 這支接近真空的玻璃管, 裡面幾乎沒有空氣, 看它最準囉!」 小數蛙聽懂了之後, 又突然想到: 「對了, 你怎麼知道自由落體設施下降3秒時的速度呀?」 狐狸貓笑笑的說: 「我先考考你, 答對我才解釋給你聽!」 螢幕前的你, 能幫小數蛙解答狐狸貓的考題嗎? 小數蛙馬上回答: 「物體垂直落下時, 每一秒增加9.8的速度, 所以當然是等加速度運動囉!」 狐狸貓開心的說: 「沒錯!那你還記得平均加速度的計算公式嗎? 因為開始時的速度和時間都為零, 所以我們可以推知速度v等於加速度a乘以時間t, 這樣就可以算出物體在落下時各秒的速度了。」 小數蛙學會了關於自由落體的觀念後, 興奮的整理了一份重點: 受重力作用而產生的加速度, 我們稱為重力加速度。 當物體在運動過程中, 只受重力作用而不受其他作用力影響, 我們就稱這個運動為「自由落體」。 自由落體是一種等加速度運動, 因為在地表附近的加速度皆是固定的, 約為9.8 m/s² 速度可由加速度公式推知公式為:v=at。 最後,狐狸貓邀請螢幕前的你, 和他一起來腦力激盪! 極限運動的高台跳水, 在跳水選手落下的過程, 可能同時受到哪些力的影響呢?