落差16公尺的恐懼，用科學解密！用數學公式一探飛濺山【迪士尼樂園物理學】
我是科學教練桑子研，天天都在做實驗。
你知道嗎？那座飛濺山，其實可以算出它的速度！
這張圖是請生成式AI畫的。
每次問學生「有誰坐過東京迪士尼樂園的飛濺山？」，全班幾乎都會舉手。對學生來說，東京迪士尼樂園簡直就是「親身體驗過的物理世界」。但如果問「有誰坐過FUJIYAMA？」，舉手的大概只有一成左右，看來「絕叫系」設施的門檻果然比較高。
不過，先別急著划走。你知道東京迪士尼樂園裡速度最快的遊樂設施，其實就是飛濺山嗎？就是那個坐著獨木舟從瀑布俯衝而下的經典設施。
其實，只要用國高中程度的基礎物理知識，就能預測並計算出飛濺山的速度。與其說它是「遊樂設施」，不如說它根本是一份「教材」。不妨用這樣的眼光，重新認識一次飛濺山吧！
到底有多高？先來看基本數據
飛濺山最經典的墜落瞬間，究竟是從多高的地方衝下來的呢？根據官方導覽手冊，最大落差高達16公尺。
換句話說，就是從相當於校舍三層樓高的地方，激起水花衝下來。如果你還沒坐過飛濺山，可以參考這支影片大約第7分鐘的畫面，那就是落差16公尺的瀑布。
再進一步查閱官方導覽手冊，還發現了以下數據：
全長：850公尺
用水量：每分鐘110公噸
最大傾斜角度：45度
最高速度：時速62公里
這些數字，對物理迷來說根本是「忍不住想拿來算算看」的誘人數據。
親自跑去實測看看
因為太想親自驗證了，我趁著帶學生校外教學的空檔時間，一連坐了三次飛濺山（本人其實很怕這種設施，所以基本上是拚了命去坐的）。當時偷偷帶上了高度計和加速度感測器蒐集數據，結果證實落差確實在16公尺左右。
從數據中還能清楚看到爬升兩次、下墜三次，最後一次大幅爬升後轟然俯衝的過程。
※原始數據以及與其他設施（太空山、巨雷山）的比較，我們另外寫了一篇文章公開，歡迎參考。
來實際計算看看！物理登場的時刻
接下來，就是理科大顯身手的時候了。飛濺山並沒有裝設引擎，完全是從最高點靠重力一口氣墜落下來。像這種情況，就可以運用能量守恆定律，從「落差」來推算出「速度」。
會用到的物理公式
這裡，
g = 9.8 m/s²（重力加速度）
h = 16 m（高度）
計算之後：
換算成時速，大約是64公里。這個數字，居然和官方公布的「最高速度時速62公里」幾乎一致！物理的計算能力，真的很驚人。
如果要用在課堂上，這裡是重點！
因為很多學生都有實際搭乘的經驗，所以導入課程時會非常順利。這也是能量守恆定律的絕佳應用範例，能讓學生親身體會「感覺與理論一致」的瞬間，進而提升學習動機。
同樣的方法，也可以用來推算富士急樂園的FUJIYAMA的速度。
根據FUJIYAMA的官方網站，資料上寫著最大落差70公尺，最高速度時速130公里。
那麼，我們同樣用力學能守恆定律來計算看看吧。把剛才公式裡的h代入70，計算後：
v=√(2×9.8×70)
v=37公尺/秒，換算成時速約為133.2公里，和官方數據相當接近呢，真有趣！不過，不知道為什麼，無論是飛濺山還是FUJIYAMA，實際的最高速度都比理論值稍微小一些，這究竟是為什麼呢？
理論值和實測值為什麼會有一點點落差？
剛才的計算中，理論值都比實際的最高速度稍微大一些。造成這個差異的主要原因，就是空氣阻力與摩擦力。無論是軌道與車輪之間的摩擦，還是滑過水面時的阻力，都會讓一部分力學能轉換成熱能或聲音的能量。也就是說，能量並不是憑空消失，而是換了一種形式悄悄溜走了，這才是重點所在。這其實也是幫助我們更精確理解能量守恆定律的好機會——讓我們親身感受到，只有在理想條件下才成立的「完全守恆」，和現實世界中真正發生的「能量轉換」，兩者之間的差異，堪稱絕佳的教材。
明明有外力作用，為什麼能量還是守恆的？
像雲霄飛車或鐘擺這類運動，「力學能（動能＋位能＋彈性位能）」幾乎都會守恆。不過，仔細想想，雲霄飛車（或鐘擺）其實一直受到「外力」的作用，也就是軌道的正向力（或繩子的張力）。照理說，只要有外力作用，力學能應該就不會守恆才對。
這到底是怎麼一回事呢？
其實，正向力和張力，一直都與物體的運動方向垂直。而與運動方向垂直的力，所做的功永遠是零，所以只需要考慮力學能就可以了。這個概念，其實也和繞行地球的人造衛星軌道計算息息相關。在圓形軌道上，來自地球的重力幾乎都與衛星的行進方向垂直，因此衛星的速度幾乎不會改變，這同樣是「功為零」這個原理在發揮作用。原來，雲霄飛車的物理原理，竟然也和浩瀚的宇宙尺度連結在一起。
鐘擺的情況
正向力和張力，實際上要求出它們的大小相當困難，但因為它們不做功，所以無論運動的路徑如何變化，力學能都會守恆（那麼，正向力和張力究竟對這個運動造成了什麼樣的影響呢）。
從這樣的原理，我們也能推算出《阿爾卑斯山的少女海蒂》裡，海蒂盪的那個鞦韆的速度。也就是片頭一開始出現的那座大鞦韆。
舉例來說，如果鞦韆繩子的長度是30公尺（從鞦韆擺動的週期大致可以推算出長度），擺角是60度，那麼在最低點的速度會是多少呢？海蒂雖然笑得一臉燦爛，但其實她盪的可是相當刺激的「絕叫系」鞦韆呢。
歡迎大家自己動手算算看。如果好奇答案，也可以參考這裡→力學能守恆（鞦韆篇）
結語
身邊常見的遊樂園設施，其實都能用課本裡的知識解開謎題——能夠親身感受到這種「日常生活與科學的連結」，正是這堂課最珍貴的價值所在。學習從來不是只發生在教室裡，遊樂園，同樣也能是一座教材寶庫。
聯絡與邀約事宜
想讓科學的驚奇與樂趣，更貼近大家的生活！這裡整理了許多在家就能做的趣味科學實驗，以及實驗的小訣竅，歡迎大家多多搜尋參考！
・「科學筆記本」的內容已經集結成書，詳情請見這裡
・關於營運者桑子研的介紹，請見這裡
・各類邀約需求（撰稿、演講、實驗教室、電視監修與演出等），請見這裡
・文章更新資訊，請關注X（原Twitter）！
科學話題頻道持續更新實驗影片中！
NEW 分解問題集 理科
- ７月２１日発売！『高校入試 分解問題集 理科』（学研）…難しい問題も小さな問題に分解することで、問題を解くことができます。そんな分解の技術が身につくように深く関わりを持って作りました。
７月のイチオシ実験！
夏でプシュッと爽やか実験！
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- ７月１８日（土）「TIF presents ONE SONG FES. 」（フジテレビ）
- 7月18日（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」
- 7月23日（木）科学監修 19:00〜 THE突破ファイル（日本テレビ）
- ７月３０日（水） 監修したテレビ番組放送予定
- 12月26日（土） ナリカサイエンスアカデミー（教員向け実験講習会）開催
書籍のお知らせ
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
【日本語】X(Twitter)／instagram／Facebook 【英語】BlueSky／Threads
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
