Siapa pun yang mengendarai mobil akrab dengan konsep kecepatan. Ini adalah angka pada speedometer yang memberi tahu Anda seberapa cepat mobil melaju. Dalam mobil, kecepatan diukur dalam mil per jam (mph) atau kilometer per jam (kph), tetapi satuan yang paling sering digunakan fisikawan untuk kecepatan adalah meter per detik (m/s). Anda bisa mendapatkan definisi kecepatan yang akurat hanya dengan memeriksa unit-unit ini. Mereka adalah satuan jarak yang ditempuh (d) dibagi dengan satuan waktu (t), dan itu pada dasarnya adalah definisi kecepatan (S). Dalam bahasa matematika Anda menulis ini sebagai
S=\frac{d}{t}
Kecepatan Sesaat dan Rata-rata
Speedometer di mobil Anda memberi tahu Anda seberapa jauh Anda pergi dalam satu jam jika Anda mempertahankan kecepatan konstan, tetapi pengemudi jarang melakukannya. Dalam satu jam mengemudi, kecepatan yang direkam oleh speedometer berubah secara konstan, dan jarak sebenarnya yang Anda tempuh dalam satu jam adalah rata-rata dari semua kecepatan ini. Jarak total yang Anda tempuh dalam satuan waktu, seperti satu jam, adalah kecepatan rata-rata Anda (S
av):S_{av}=\frac{\text{total jarak}}{\text{ total waktu}}
Kecepatan yang ditampilkan pada speedometer adalah kecepatan sesaat Anda (Ssaya). Fisikawan mengekspresikan kecepatan sesaat dengan mendefinisikannya sebagai perubahan posisi (x) antara dua interval waktu, t1 dan T2 dan membiarkan interval waktu mendekati nol.
S_1 = \frac{x_2-x_1}{t_2-t_1}=\frac{\Delta x}{\Delta t}
Jika Anda membiarkan t mendekati nol, Anda mendapatkan ekspresi matematika yang dikenal sebagai turunan, yang menurut konvensi ditulis dx/dt. Untuk fisikawan, ekspresi yang paling akurat untuk kecepatan sesaat adalah
S_1=\frac{dx}{dt}
Kecepatan dan Kecepatan
Orang sering menggunakan kata kecepatan dan kecepatan secara bergantian, tetapi itu tidak berarti hal yang sama. Kecepatan merupakan besaran vektor yang artinya memiliki komponen arah, sedangkan kecepatan merupakan besaran skalar yang tidak memperhitungkan arah.
Untuk melihat mengapa arah itu penting, pertimbangkan perbedaan waktu yang diperlukan untuk berkendara antara dua titik di jalan lurus dan yang berliku. Jika jalannya lurus, Anda dapat menghitung rata-rata semua kecepatan sesaat yang dicatat oleh speedometer dan mendapatkan kecepatan rata-rata yang sama seperti yang Anda lakukan dengan membagi jarak total dengan total waktu. Namun, jika jalan berangin, kedua angka ini akan berbeda. Ini karena komponen arah kecepatan menuju tujuan Anda berkurang setiap kali jalan berbelok ke kiri atau kanan.
Kecepatan kadang-kadang dilambangkan dengan huruf v dengan panah di atasnya untuk menandakan bahwa itu adalah besaran vektor, tetapi panah itu tidak benar-benar diperlukan. Menurut definisi, kecepatan memiliki komponen arah.
Kecepatan Rotasi
Ketika sebuah benda berputar, kecepatan rotasi adalah jumlah putaran lengkap yang dibuatnya dalam satu satuan waktu. Satuan yang paling umum adalah putaran per menit (rpm). Titik-titik dalam piringan yang berputar memiliki kecepatan maju yang terus berubah arah. Kecepatan tangensial adalah kecepatan maju pada saat tertentu, dan itu dipengaruhi oleh jarak radial dari pusat rotasi. Titik yang lebih jauh dari pusat bergerak lebih cepat daripada titik yang lebih dekat ke pusat. Anda menghitung kecepatan tangensial suatu titik pada disk yang berputar menggunakan ekspresi:
S_{tangensial}=\text{kecepatan rotasi}\times \text{ jarak radial}