車を運転する人は誰でも速度の概念に精通しています。 車の速度を示すのはスピードメーターの数字です。 自動車では、速度はマイル/時（mph）またはキロメートル/時（kph）で測定されますが、物理学者が速度に最もよく使用する単位はメートル/秒（m / s）です。 これらの単位を調べるだけで、速度の正確な定義を得ることができます。 それらは移動距離の単位（d）を時間の単位（t）で割ったものであり、それが基本的に速度（S）の定義です。 数学の言語であなたはこれを次のように書きます
S = \ frac {d} {t}
瞬時および平均速度
あなたの車のスピードメーターは、あなたが一定の速度を維持している場合、あなたが1時間でどこまで行くかを教えてくれますが、ドライバーはめったにそうしません。 通常の1時間の運転では、速度計によって記録される速度は絶えず変化し、1時間に実際に移動する距離は、これらすべての速度の平均です。 1時間などの単位時間で移動する合計距離は、平均速度（SAV):
S_ {av} = \ frac {\ text {total distance}} {\ text {total time}}
スピードメーターに表示される速度は瞬間速度（S私). 物理学者は、2つの時間間隔tの間の位置（x）の変化として定義することにより、瞬間速度を表現します。1 およびt2 時間間隔をゼロに近づけます。
S_1 = \ frac {x_2-x_1} {t_2-t_1} = \ frac {\ Delta x} {\ Delta t}
∆tをゼロに近づけると、導関数と呼ばれる数式が得られます。これは、慣例によりdx / dtと表記されます。 物理学者にとって、瞬間速度の最も正確な表現は次のとおりです。
S_1 = \ frac {dx} {dt}
速度と速度
人々はしばしば速度と速度という言葉を同じ意味で使用しますが、それらは同じことを意味するわけではありません。 速度はベクトル量です。つまり、方向成分がありますが、速度は方向を考慮しないスカラー量です。
方向が重要である理由を理解するために、直線道路と曲がりくねった道路の2地点間を走行するのにかかる時間の違いを考慮してください。 道路がまっすぐな場合は、スピードメーターで記録されたすべての瞬間速度を平均し、合計距離を合計時間で割った場合と同じ平均速度を得ることができます。 ただし、道路が風が強い場合、これら2つの数値は異なります。 これは、道路が左または右に曲がるたびに、目的地に向かう速度の方向成分が減少するためです。
速度は、それがベクトル量であることを示すために上に矢印が付いた文字vで示されることがありますが、矢印は実際には必要ありません。 定義上、速度には方向成分があります。
回転速度
オブジェクトが回転しているとき、回転速度は、オブジェクトが単位時間に行う完全な回転数です。 最も一般的な単位は、1分あたりの回転数（rpm）です。 回転するディスクのポイントは、常に方向を変えている前進速度を持っています。 接線速度は任意の瞬間の前進速度であり、回転の中心からの半径方向の距離の影響を受けます。 中心から遠い点は、中心に近い点よりも速く移動します。 次の式を使用して、回転ディスク上の点の接線速度を計算します。
S_ {接線} = \ text {回転速度} \ times \ text {半径距離}