スピード

スピード
速度は、物体が距離を移動する速度と考えることができます。速く移動する物体は速度が速く、一定の時間内に比較的長い距離を移動しますが、遅く移動する物体は同じ時間内に比較的短い距離しか移動しません。
一般的な記号	ヴ
SI単位	メートル/秒、メートル・秒−1
寸法	LT −1​

運動学では、物体の速度（一般にvと呼ばれる）は、時間経過に伴う位置の変化の大きさ、または単位時間あたりの位置の変化の大きさであり、負でないスカラー量です。^[1]時間間隔における物体の平均速度は、物体が移動した距離を間隔の長さで割ったものです。[ 2 ]瞬間速度^は、時間間隔の長さがゼロに近づくにつれて平均速度が制限される値です。速度は速度（ベクトル）の大きさであり、運動の方向も示します。

速度は、距離を時間で割ったものです。SI単位系の速度はメートル毎秒(m/s) ですが、日常的に最もよく使われる速度の単位はキロメートル毎時(km/h) です。米国と英国ではマイル毎時(mph) です。航空および海上移動では、ノットが一般的に使用されます。

特殊相対性理論によれば、エネルギーや情報が移動できる最速の速度は真空中の光の速度c =である。299 792 458メートル/秒（約1 079 000 000  km/hまたは光速は、時速6 億7,100万 マイルです。物質は光速に達することはできません。それには無限のエネルギーが必要だからです。相対性物理学では、速度という古典的な概念に代わって、急速性という概念が使われています。

イタリアの物理学者ガリレオ・ガリレイは、移動距離と所要時間を考慮して速度を初めて測定した人物としてよく知られています。ガリレオは速度を単位時間あたりに移動した距離と定義しました。^[3]方程式で表すと、 v = d t , {\displaystyle v={\frac {d}{t}},} で、は速度、は距離、は時間です。たとえば、2 秒間で 30 メートルを移動する自転車の速度は 1 秒あたり 15 メートルです。動いている物体は速度が変動することがよくあります (車が道路を時速 50 km で走行し、0 km/h まで減速してから、30 km/h に達することもあります)。 ${\displaystyle v}$${\displaystyle d}$${\displaystyle t}$

ある瞬間の速度、または非常に短い時間で一定であると仮定される速度を瞬間速度といいます。スピードメーターを見れば、どの瞬間の自動車の瞬間速度も読み取ることができます。^[3]時速 50 km で走行する自動車は、通常、一定速度で走行できるのは 1 時間未満ですが、その速度で 1 時間走行すると、50 km 走行することになります。自動車がその速度で 30 分間走行すると、その半分の距離 (25 km) を走行することになります。1 分間だけ走行すると、約 833 m を走行することになります。

数学的には、瞬間速度は瞬間速度の大きさ、つまり時間に対する位置の微分として定義されます。^{[2] [4]}${\displaystyle v}$ ${\displaystyle {\boldsymbol {v}}}$${\displaystyle {\boldsymbol {r}}}$ $${\displaystyle v=\left|{\boldsymbol {v}}\right|=\left|{\dot {\boldsymbol {r}}}\right|=\left|{\frac {d{\boldsymbol {r}}}{dt}}\right|\,.}$$

が時刻までに移動した経路の長さ（距離とも呼ばれる）である場合、速度は の時間微分に等しい：^[2]${\displaystyle s}$${\displaystyle t}$${\displaystyle s}$ $${\displaystyle v={\frac {ds}{dt}}.}$$

速度が一定である特殊なケース（つまり、直線上での一定速度）では、これは と簡略化できます。有限の時間間隔での平均速度は、移動した総距離を時間の長さで割ったものです。 ${\displaystyle v=s/t}$

平均速度は瞬間速度とは異なり、走行距離を時間間隔で割った値として定義されます。たとえば、80 キロメートルの距離を 1 時間で走行した場合、平均速度は時速 80 キロメートルです。同様に、320 キロメートルを 4 時間で走行した場合も、平均速度は時速 80 キロメートルです。キロメートル単位 (km) の距離を時間単位 (h) で割ると、結果はキロメートル毎時 (km/h) になります。

平均速度は、より短い時間間隔で起こったかもしれない速度の変化を説明するものではない（移動距離を移動時間で割った値であるため）。そのため、平均速度は瞬間速度の値とはかなり異なることが多い。^[3]平均速度と移動時間がわかっている場合、移動距離は定義を次のように変形することで計算できる。 $${\displaystyle d={\boldsymbol {\bar {v}}}t\,.}$$

この式を平均時速 80 キロメートルで 4 時間の旅行に適用すると、移動距離は 320 キロメートルになります。

グラフで表現すると、距離-時間グラフの任意の点における接線の傾きはその点における瞬間速度であり、同じグラフの弦線の傾きはその弦がカバーする時間間隔における平均速度である。物体の平均速度は Vav = s÷t である。

速度は物体がどれだけ速く動いているかだけを示しますが、速度は物体がどれだけ速くどの方向に動いているかの両方を示します。 ^[5]車が時速60キロで走行していると言われれば、その速度は特定されています。しかし、車が北に時速60キロで動いていると言われれば、その速度は特定されています。

大きな違いは、円周上の動きを考えるとき、見分けることができます。何かが円軌道上を移動して開始点に戻るとき、その平均速度はゼロですが、平均速度は円周を円周を移動するのにかかる時間で割ることで求められます。これは、平均速度は開始点と終了点の間の変位のみを考慮して計算されるのに対し、平均速度は移動した総距離のみを考慮するためです。

接線速度は、円運動をしている、つまり円形の経路に沿って動いている物体の速度です。^[6]メリーゴーランドやターンテーブルの外側の端にある点は、中心に近い点よりも 1回転でより長い距離を移動します。同じ時間でより長い距離を移動するということは、より速い速度であることを意味します。そのため、回転する物体の外側の端にある線速度は、軸に近い場所よりも速くなります。円経路に沿ったこの速度は、運動の方向が円の円周に接しているため、接線速度と呼ばれます。円運動の場合、線速度と接線速度という用語は同じ意味で使用され、どちらも m/s、km/h などの単位を使用します。

速度の単位には以下のものがあります。

• メートル毎秒（記号 m s ⁻¹または m/s）、SI組立単位。
• キロメートル毎時（記号 km/h）
• 時速マイル（記号は mi/h または mph）
• ノット（時速の海里、記号はknまたはkt）
• フィート/秒（記号は fps または ft/s）
• マッハ数（無次元）、速度を音速で割ったもの。
• 自然単位（無次元）では、速度を真空中の光速（記号c =299 792 458  m/s）。

（* = おおよその値）

ジャン・ピアジェによれば、人間における速度の概念に対する直観は持続時間の概念に先行し、追い越しの概念に基づいている。^{[11]ピアジェは、1928年に}アルバート・アインシュタインから尋ねられた質問に触発されてこの主題を研究した。「子供はどのような順序で時間と速度の概念を習得するのでしょうか？」^[12]子供の初期の速度の概念は、時間的および空間的順序のみを考慮した「追い越し」に基づいており、具体的には、「ある瞬間に最初の物体が他の物体の後ろにあり、1秒かそこら後に他の物体の前にいる場合、その移動物体は他の物体よりも速いと判断される。」^[13]

• 空気速度
• 車両速度記録一覧
• 典型的な発射速度
• スピードメーター
• V 速度

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