يتضح من الصيغة (9.1) للسرعة أنه عند السفر بوحدة مسافة لكل وحدة زمنية، فإن السرعة أيضًا تساوي الوحدة. ولذلك تعتبر وحدة السرعة هي سرعة تلك الحركة المنتظمة التي يقطع فيها الجسم مسارا يساوي مسارا واحدا في وحدة الزمن. وهكذا، في نظام SI، وحدة السرعة هي سرعة الحركة التي يتم بها قطع مسافة متر واحد في ثانية واحدة. اسم هذه السرعة مكتوب على شكل متر في الثانية (m/s). بالنسبة لأي حركة، بقسمة الطول، معبرًا عنه بالأمتار، على الفترة الزمنية، معبرًا عنها بالثواني، نجد السرعة، معبرًا عنها بالمتر في الثانية.

إذا اخترت وحدة زمنية مختلفة أو وحدة مسار، فستكون وحدة السرعة مختلفة. بالنسبة لوحدات المسافة والزمن، السنتيمتر والثانية، ستكون وحدة السرعة سنتيمترًا في الثانية (سم/ث) - سرعة هذه الحركة التي يتم فيها قطع مسافة 1 سم في ثانية واحدة بالنسبة لوحدات الكيلومتر والساعة ، وحدة السرعة هي كيلومتر في الساعة (كم/ساعة) - سرعة الحركة التي يتم بها قطع مسافة 1 كم في ساعة واحدة. يتم تجميع الوحدات وكتابتها بشكل مماثل لأي اختيار آخر لوحدات الوقت والطول.

ومن الواضح أنه مع اختلاف اختيارات الوحدات، فإن سرعة نفس الحركة سيكون لها قيم عددية مختلفة. فليكن معروفا قيمة عدديةسرعة أي حركة بأي وحدة محددة، على سبيل المثال بالمتر في الثانية. يتم الحصول على هذه القيمة عن طريق قسمة الرقم الذي يعبر عن المسافة المقطوعة بالأمتار على الفترة الزمنية المقابلة بالثواني. لنفترض أننا نريد التعبير عن سرعة نفس الحركة بوحدات أخرى، على سبيل المثال بالكيلومترات في الساعة. للقيام بذلك، هل نحتاج إلى إعادة قياس المسافة المقطوعة (الآن بالكيلومترات) والفترة الزمنية (الآن بالساعات)؟ ليست هناك حاجة لتكرار القياسات. يمكن الحصول على القيمة الرقمية الجديدة لسرعة حركة معينة [كم/ساعة] من القيمة القديمة [م/ث] عن طريق الحساب.

في الواقع، دعونا نشير إلى المسار المقاس بـ [m]، والفاصل الزمني بـ [s]. القيمة العددية للسرعة هي

إذا قمنا بقياس نفس المسار بالكيلومترات والوقت بالساعات، فإن الكميات المضمنة في صيغة السرعة ستتغير: سيتم التعبير عن المسار بالقيمة، والوقت بالقيمة. في الوحدات الجديدة ستكون السرعة مساوية

توفر هذه الصيغة الانتقال من السرعة المعبر عنها بالأمتار في الثانية إلى السرعة المعبر عنها بالكيلومترات في الساعة. من السهل الحصول على الانتقال العكسي من هذه الصيغة - من وحدة الكيلومتر في الساعة إلى وحدة المتر في الثانية:

.

على سبيل المثال، لسرعة م/ث كم/ساعة، السرعة كم/ساعة هي م/ث.

ومن السهل أيضًا الحصول على العلاقة بين وحدات السرعة نفسها. للقيام بذلك، في الصيغ الناتجة يجب أن تأخذ السرعة الأولية، يساوي واحد. ثم نحصل

1 م/ث = 3.6 كم/ساعة.

باستخدام الصيغ (9.1) - (9.4) للحسابات، بالإضافة إلى الصيغ الأخرى التي تشمل الطول والوقت والسرعة، من الضروري التعبير عن جميع الكميات بالوحدات المقابلة لبعضها البعض. على سبيل المثال، إذا تم التعبير عن السرعة بالمتر في الثانية، فيجب التعبير عن المسافة والفترات الزمنية بالمتر والثواني. إذا تم التعبير عن المسافة بالكيلومترات والوقت بالساعات، فيجب التعبير عن السرعة بالكيلومترات في الساعة. إذا تم التعبير عن الكميات المعطاة بوحدات لا تتوافق مع بعضها البعض، فيجب إجراء تحويل للوحدات. على سبيل المثال، إذا كان الطول بالكيلومترات، والوقت بالساعات، والسرعة بالأمتار في الثانية، فأنت بحاجة إلى إيجاد قيمة السرعة بالكيلومترات في الساعة واستبدال هذه القيمة في الصيغ.

هناك "معيار طبيعي" للسرعة في الطبيعة. هذه هي سرعة الضوء في الفراغ (على سبيل المثال، في الفضاء الخارجي)، وتساوي حوالي 300000 كم/ثانية. تنتشر أي إشارة راديوية بنفس السرعة في الفراغ. تلعب سرعة الضوء دورًا مهمًا جدًا في جميع مجالات الفيزياء. لقد ثبت أن حركة الأجسام بسرعة أكبر من سرعة الضوء في الفراغ أمر مستحيل: فسرعة الضوء في الفراغ هي السرعة القصوىالهاتف. إن سرعات جميع الأجرام الأرضية والسماوية تكون دائماً صغيرة جداً مقارنة بسرعة الضوء، فمثلاً سرعة الأرض في حركتها حول الشمس هي 30 كم/ث، أي 0.0001 فقط من سرعة الضوء. إن سرعات الأجسام التي تقترب من سرعة الضوء لا نواجهها إلا في عالم أصغر جسيمات المادة - الإلكترونات والبروتونات وغيرها الجسيمات الأولية. وفي مثل هذه السرعات، يتم ملاحظة سمات مهمة في سلوك الأجسام. سيتم استكشاف هذه القضايا في المجلد الثالث.

في الممارسة البحرية، من الشائع استخدام وحدة خاصة للسرعة تسمى العقدة. العقدة هي السرعة التي يقطعها الجسم مسافة ميل بحري واحد في ساعة واحدة. 1 عقدة = =0.514 م/ث. حديث السفن البحرية، وتبلغ سرعتها حوالي 40 عقدة، أي أكثر من 20 م/ث، وتندفع بسرعة الإعصار.

ومن المثير للاهتمام أن نلاحظ أنه في بعض الأحيان يتم استخدام وحدة الطول بناءً على سرعة الضوء. وهذه سنة ضوئية، أي المسار الذي يقطعه الضوء في سنة واحدة. السنة الضوئية تساوي تقريبًا م. تُستخدم وحدة الطول هذه في علم الفلك، حيث يتعين على المرء التعامل مع مسافات تصل إلى آلاف وملايين ومليارات السنين الضوئية. أقرب نجم إلى الأرض يبعد عنا 3.2 سنة ضوئية، وأبعد المجرات المرصودة (الأنظمة النجمية) تقع على مسافة حوالي 3 مليارات سنة ضوئية.

محول الطول والمسافة محول الكتلة محول حجم المواد الغذائية السائبة محول المساحة محول الحجم والوحدات في وصفات الطهيمحول درجة الحرارة محول الضغط، الضغط الميكانيكى، معامل يونج محول الطاقة والعمل محول الطاقة محول القوة محول الوقت محول السرعة الخطيةالزاوية المسطحة للكفاءة الحرارية وكفاءة استهلاك الوقود رقم المحول إلى أنظمة مختلفةالرموز تحويل وحدات قياس كمية المعلومات أسعار الصرف مقاسات الملابس والأحذية النسائية مقاسات الملابس والأحذية الرجالية محول السرعة الزاويةوسرعة الدوران محول التسارع محول التسارع الزاوي محول الكثافة محول الحجم المحدد محول عزم القصور الذاتي محول عزم القوة محول عزم الدوران محول الحرارة النوعية للاحتراق (بالكتلة) كثافة الطاقة والحرارة النوعية للاحتراق محول الوقود (بالحجم) محول فرق درجة الحرارة المعامل محول التمدد الحراري محول محول المقاومة الحرارية محول التوصيل الحراري محول السعة الحرارية المحددة التعرض للطاقة والإشعاع الحراري محول الطاقة محول الكثافة تدفق الحرارة محول معامل نقل الحرارة محول التدفق الحجمي محول التدفق الشامل محول التدفق المولي محول كثافة التدفق الشامل محول التركيز المولي محول التركيز الشامل في الحل محول اللزوجة الديناميكي (المطلق) محول اللزوجة الحركية محول التوتر السطحي محول نفاذية البخار نفاذية البخار ومحول معدل نقل البخار محول مستوى الصوت محول حساسية الميكروفون محول المستوى ضغط الصوت(SPL) محول مستوى ضغط الصوت مع ضغط مرجعي قابل للتحديد، محول السطوع، محول شدة الإضاءة، محول الإضاءة، محول الدقة رسومات الحاسوبمحول التردد والطول الموجي الطاقة الضوئية بالديوبتر و البعد البؤريمحول الطاقة الضوئية بالديوبتر وتكبير العدسة (×). الشحنة الكهربائيةمحول الكثافة الخطيمحول كثافة الشحن السطحي للشحن، محول كثافة الشحن الحجمي التيار الكهربائيمحول كثافة التيار الخطي محول كثافة التيار السطحي محول الجهد الحقل الكهربائيمحول الجهد الكهروستاتيكي ومحول الجهد المقاومة الكهربائيةمحول المقاومة الكهربائية محول التوصيل الكهربائي محول التوصيل الكهربائي القدرة الكهربائيةمحول الحث محول قياس الأسلاك الأمريكي المستويات بالديسيبل مللي واط (dBm أو dBmW)، dBV (dBV)، الواط والوحدات الأخرى محول القوة المغناطيسية محول الجهد حقل مغناطيسيمحول التدفق المغناطيسي محول الحث المغناطيسي الإشعاع. الإشعاع المؤين الممتص محول معدل الجرعة النشاط الإشعاعي. محول الاضمحلال الإشعاعي Radiation. محول جرعة التعرض للإشعاع. محول الجرعة الممتصة البادئات العشريةنقل البيانات والطباعة وحدة التصوير محول وحدة حجم الأخشاب محول حساب الكتلة المولية الجدول الدوريالعناصر الكيميائية D. I. Mendeleev

1 متر في الثانية [m/s] = 3.6 كيلومتر في الساعة [km/h]

القيمة البدائية

القيمة المحولة

متر في الثانية متر في الساعة متر في الدقيقة كيلومتر في الساعة كيلومتر في الدقيقة كيلومتر في الثانية سنتيمتر في الساعة سنتيمتر في الدقيقة سنتيمتر في الثانية مليمتر في الساعة مليمتر في الدقيقة مليمتر في الثانية قدم في الساعة قدم في الدقيقة قدم في الثانية ياردة في الساعة ياردة في دقيقة ياردة في الثانية ميل في الساعة ميل في الدقيقة ميل في الثانية عقدة (المملكة المتحدة) سرعة الضوء في الفراغ سرعة الهروب الأولى سرعة الهروب الثانية سرعة الهروب الثالثة سرعة الهروب سرعة دوران الأرض سرعة الصوت في مياه عذبةسرعة الصوت في مياه البحر(20 درجة مئوية، عمق 10 أمتار) رقم ماخ (20 درجة مئوية، 1 ATM) رقم ماخ (معيار SI)

المزيد عن السرعة

معلومات عامة

السرعة هي مقياس للمسافة المقطوعة وقت محدد. يمكن أن تكون السرعة كمية عددية أو كمية متجهة - ويؤخذ في الاعتبار اتجاه الحركة. تسمى سرعة الحركة في خط مستقيم خطيًا وفي دائرة - زاويًا.

قياس السرعة

متوسط ​​السرعة الخامستم العثور عليه بقسمة المسافة الإجمالية المقطوعة ∆ سعلى الوقت الكلي ∆ر: الخامس = ∆س/∆ر.

في نظام SI، يتم قياس السرعة بالمتر في الثانية. كما يتم استخدام الكيلومترات في الساعة على نطاق واسع في النظام المتريوأميال في الساعة في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة. عندما يتم الإشارة أيضًا إلى الاتجاه، بالإضافة إلى الحجم، على سبيل المثال 10 أمتار في الثانية إلى الشمال، إذن نحن نتحدث عنحول سرعة المتجهات.

يمكن إيجاد سرعة الأجسام التي تتحرك بتسارع باستخدام الصيغ التالية:

• أ، بالسرعة الأولية شخلال الفترة ∆ ر، لديه سرعة محدودة الخامس = ش + أ×∆ ر.
• جسم يتحرك بتسارع منتظم أ، بالسرعة الأولية شوالسرعة النهائية الخامسلقد متوسط ​​السرعة ∆الخامس = (ش + الخامس)/2.

متوسط ​​السرعات

سرعة الضوء والصوت

ووفقا للنظرية النسبية، فإن سرعة الضوء في الفراغ هي الأسرع السرعه العاليهالتي يمكن أن تتحرك بها الطاقة والمعلومات. ويشار إليه بالثابت جويساوي ج= 299,792,458 مترًا في الثانية. لا يمكن للمادة أن تتحرك بسرعة الضوء لأنها تحتاج إلى كمية لا نهائية من الطاقة، وهو أمر مستحيل.

تقاس سرعة الصوت عادة في وسط مرن، وتساوي 343.2 متر في الثانية في الهواء الجاف عند درجة حرارة 20 درجة مئوية. سرعة الصوت هي الأدنى في الغازات والأعلى في المواد الصلبة. يعتمد ذلك على كثافة المادة ومرونتها ومعامل القص (الذي يوضح درجة تشوه المادة تحت حمل القص). عدد ماخ مهي نسبة سرعة الجسم في وسط سائل أو غازي إلى سرعة الصوت في هذا الوسط. ويمكن حسابها باستخدام الصيغة:

م = الخامس/أ,

أين أهي سرعة الصوت في الوسط، و الخامس- سرعة الجسم . ويشيع استخدام رقم ماخ في تحديد السرعات القريبة من سرعة الصوت، مثل سرعة الطائرة. هذه القيمة ليست ثابتة؛ يعتمد ذلك على حالة الوسط الذي يعتمد بدوره على الضغط ودرجة الحرارة. السرعة الأسرع من الصوت هي سرعة تتجاوز 1 ماخ.

سرعة السيارة

وفيما يلي بعض سرعات السيارة.

• طائرات الركاب المزودة بمحركات توربينية: تتراوح سرعة طيران طائرات الركاب من 244 إلى 257 مترًا في الثانية، وهو ما يعادل 878-926 كيلومترًا في الساعة أو M = 0.83-0.87.
• القطارات فائقة السرعة (مثل الشينكانسن في اليابان): تصل هذه القطارات السرعات القصوىمن 36 إلى 122 مترًا في الثانية، أي من 130 إلى 440 كيلومترًا في الساعة.

سرعة الحيوان

السرعات القصوى لبعض الحيوانات تساوي تقريبًا:

سرعة الإنسان

• يسير الإنسان بسرعة تبلغ حوالي 1.4 متر في الثانية، أو 5 كيلومتر في الساعة، ويركض بسرعة تصل إلى حوالي 8.3 متر في الثانية، أو 30 كيلومتر في الساعة.

أمثلة على سرعات مختلفة

سرعة رباعية الأبعاد

في الميكانيكا الكلاسيكية، يتم قياس سرعة المتجهات في الفضاء ثلاثي الأبعاد. وفقا للنظرية النسبية الخاصة، فإن الفضاء رباعي الأبعاد، وقياس السرعة يأخذ في الاعتبار أيضا البعد الرابع - الزمكان. وتسمى هذه السرعة بالسرعة رباعية الأبعاد. وقد يتغير اتجاهه ولكن حجمه ثابت ويساوي ج، أي سرعة الضوء. يتم تعريف السرعة رباعية الأبعاد على أنها

ش = ∂س/∂τ،

أين سيمثل خطًا عالميًا - منحنى في الزمكان يتحرك عبره الجسم، وτ هو "الوقت المناسب" الذي يساوي الفاصل الزمني على طول الخط العالمي.

سرعة المجموعة

سرعة المجموعة هي سرعة انتشار الموجة، وتصف سرعة انتشار مجموعة من الموجات وتحدد سرعة نقل طاقة الموجة. يمكن حسابها كـ ∂ ω /∂ك، أين كهو رقم الموجة، و ω - التردد الزاوي. كتقاس بالراديان/متر، والتردد العددي لتذبذب الموجة ω - بالراديان في الثانية.

سرعة تفوق سرعتها سرعة الصوت

السرعة الفائقة للصوت هي سرعة تتجاوز 3000 متر في الثانية، أي أسرع بعدة مرات من سرعة الصوت. تكتسب الأجسام الصلبة التي تتحرك بهذه السرعات خصائص السوائل، لأنه بفضل القصور الذاتي، تكون الأحمال في هذه الحالة أقوى من القوى التي تربط جزيئات المادة معًا أثناء الاصطدامات مع الأجسام الأخرى. عند السرعات الفائقة لسرعة الصوت، تتحول مادتان صلبتان متصادمتان إلى غاز. وفي الفضاء تتحرك الأجسام بهذه السرعة بالضبط، ويجب على المهندسين الذين يقومون بتصميم المركبات الفضائية والمحطات المدارية والبدلات الفضائية أن يأخذوا في الاعتبار إمكانية اصطدام محطة أو رائد فضاء بالأرض. حطام فضائيوغيرها من الأشياء عند العمل في الفضاء الخارجي. في مثل هذا الاصطدام، يعاني جلد المركبة الفضائية والبدلة الفضائية. يقوم مطورو الأجهزة بإجراء تجارب تصادم تفوق سرعتها سرعة الصوت في مختبرات خاصة لتحديد مدى خطورة التأثيرات على البدلات، وكذلك الجلد وأجزاء أخرى من المركبة الفضائية، مثل خزانات الوقود و الألواح الشمسية، واختبار قوتهم. وللقيام بذلك، تتعرض بدلات الفضاء والجلد لتأثيرات من أجسام مختلفة مصنوعة منها تركيب خاصمع سرعات تفوق سرعة الصوتتتجاوز 7500 متر في الثانية.