ใครก็ตามที่ขับรถย่อมคุ้นเคยกับแนวคิดเรื่องความเร็ว เป็นตัวเลขบนมาตรวัดความเร็วที่จะบอกคุณว่ารถวิ่งเร็วแค่ไหน ในรถยนต์ ความเร็ววัดเป็นไมล์ต่อชั่วโมง (mph) หรือกิโลเมตรต่อชั่วโมง (kph) แต่หน่วยที่นักฟิสิกส์มักใช้สำหรับความเร็วคือ เมตรต่อวินาที (m/s) คุณจะได้รับคำจำกัดความของความเร็วที่แม่นยำโดยการตรวจสอบหน่วยเหล่านี้ พวกมันคือหน่วยของระยะทางที่เดินทาง (d) หารด้วยหน่วยของเวลา (t) และนั่นคือนิยามของความเร็ว (S) โดยพื้นฐานแล้ว ในภาษาของคณิตศาสตร์คุณเขียนสิ่งนี้เป็น
S=\frac{d}{t}
ความเร็วทันทีและเฉลี่ย Average
มาตรวัดความเร็วในรถของคุณจะบอกคุณว่าคุณไปได้ไกลแค่ไหนในหนึ่งชั่วโมง หากคุณรักษาความเร็วให้คงที่ แต่คนขับไม่ค่อยจะทำอย่างนั้น ในชั่วโมงปกติของการขับขี่ ความเร็วที่บันทึกโดยมาตรวัดความเร็วจะเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา และระยะทางจริงที่คุณเดินทางในหนึ่งชั่วโมงเป็นค่าเฉลี่ยของความเร็วทั้งหมดเหล่านี้ ระยะทางทั้งหมดที่คุณเดินทางในหน่วยเวลา เช่น หนึ่งชั่วโมง คือความเร็วเฉลี่ยของคุณ (Sเฉลี่ย):
S_{av}=\frac{\text{total distance}}{\text{ เวลาทั้งหมด}}
ความเร็วที่แสดงบนมาตรวัดความเร็วคือความเร็วทันทีของคุณ (S
ผม). นักฟิสิกส์แสดงความเร็วทันทีโดยกำหนดให้เป็นการเปลี่ยนแปลงตำแหน่ง (x) ระหว่างช่วงเวลาสองช่วง t1 และ t2 และปล่อยให้ช่วงเวลาเข้าใกล้ศูนย์S_1 = \frac{x_2-x_1}{t_2-t_1}=\frac{\Delta x}{\Delta t}
ถ้าคุณปล่อยให้ ∆t เข้าใกล้ศูนย์ คุณจะได้นิพจน์ทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าอนุพันธ์ ซึ่งตามแบบแผนจะเขียนว่า dx/dt สำหรับนักฟิสิกส์ การแสดงออกที่แม่นยำที่สุดสำหรับความเร็วชั่วขณะคือ
S_1=\frac{dx}{dt}
ความเร็วและความเร็ว
ผู้คนมักใช้คำว่า speed กับ velocity แทนกันได้ แต่ก็ไม่ได้หมายความอย่างเดียวกัน ความเร็วเป็นปริมาณเวกเตอร์ ซึ่งหมายความว่ามีองค์ประกอบทิศทาง ในขณะที่ความเร็วเป็นปริมาณสเกลาร์ซึ่งไม่ได้คำนึงถึงทิศทาง
หากต้องการดูว่าเหตุใดทิศทางจึงสำคัญ ให้พิจารณาความแตกต่างของเวลาที่ใช้ในการขับระหว่างจุดสองจุดบนถนนตรงกับทางคดเคี้ยว หากถนนเป็นทางตรง คุณสามารถเฉลี่ยความเร็วในทันทีทั้งหมดที่บันทึกโดยมาตรวัดความเร็ว และรับความเร็วเฉลี่ยเท่ากับที่คุณจะทำได้โดยการหารระยะทางทั้งหมดด้วยเวลาทั้งหมด อย่างไรก็ตาม หากถนนมีลมแรง ตัวเลขสองตัวนี้จะต่างกัน เนื่องจากองค์ประกอบทิศทางของความเร็วไปยังจุดหมายของคุณจะลดลงทุกครั้งที่ถนนเบี่ยงไปทางซ้ายหรือขวา
บางครั้ง Velocity นั้นเขียนแทนด้วยตัวอักษร v โดยมีลูกศรอยู่ด้านบนเพื่อแสดงว่าเป็นปริมาณเวกเตอร์ แต่ลูกศรนั้นไม่จำเป็นจริงๆ ตามคำนิยาม ความเร็วมีองค์ประกอบทิศทาง
ความเร็วในการหมุน
เมื่อวัตถุกำลังหมุน ความเร็วในการหมุนคือจำนวนรอบการหมุนที่สมบูรณ์ที่วัตถุนั้นทำในหน่วยเวลา หน่วยที่พบบ่อยที่สุดคือรอบต่อนาที (รอบต่อนาที) จุดในจานหมุนมีความเร็วไปข้างหน้าที่เปลี่ยนทิศทางตลอดเวลา ความเร็วในแนวสัมผัสคือความเร็วไปข้างหน้า ณ ขณะใดก็ตาม และได้รับผลกระทบจากระยะทางในแนวรัศมีจากจุดศูนย์กลางของการหมุน จุดที่อยู่ห่างจากศูนย์กลางจะเคลื่อนที่เร็วกว่าจุดที่ใกล้กับศูนย์กลาง คุณคำนวณความเร็วสัมผัสของจุดบนดิสก์ที่หมุนได้โดยใช้นิพจน์:
S_{tangential}=\text{rotational speed}\times \text{ ระยะทางในแนวรัศมี}