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速さ(はやさ)とは、計測できる動きの量のことであり、距離を移動する量と同じである。

◆速さと速度

速さは移動の方向を持たない、または問わないスカラー量でありその次元は距離を分子、時間を分母とする [外部リンク]距離 ÷ [外部リンク]時間 の分数で表される。同じ速さの量であっても方向を持つものはベクトル量の「速度」である。

一方、「速さ」と「速度」はともに同じ物理的な単位で計測されるものの、「速さ」は方向の要素を持たないもので、「速度」は方向の要素を持っている。従って「速さ」とは「速度」を表す事柄の中の「大きさ」の成分または構成要素である。

物体が一定の速さで距離 $x$ を時間 $t$ をかけて移動し、そのことを数学的に表現すると速さ $v$ は次の式で表せる、

:$v\; =\; \backslash frac$

大抵の場合、物体は一定の速さで動かない。例えば自動車が120 kmを2時間で移動したならば、その時間内の平均の速さは1時間当たり60 kmとなる。しかしながら、それぞれ短時間に区切って考えればその速さは同じではない。物体の移動が加速や減速をともなう移動の場合は次の式で表される、

:$v\; =\; \backslash left|\backslash frac\backslash right|$

上の式で、一つの短時間内 $dt$ に移動した一部の距離は $dx$ である。

もし、物体が全時間内 $t$ に全距離 $x$ を移動したならば、その全時間での平均の速さは次の式で表される、

:$\backslash bar=\; \backslash left|\backslash frac\backslash right|$

※なお、上の2つの式の右辺は2本の長い縦バーで囲まれるがそれは絶対値を表し、

3つ目の式の左辺$\backslash bar$ のバーはその値が平均値であることを表す

◆ 単位

速さの単位には次の様なものがある

・ メートル毎秒、(単位記号 m/s)、SI組立単位

・ キロメートル毎時、(単位記号km/h)

・ マイル毎時、(単位記号mph、mi/h)

・ ノット、(単位記号kt、kn)

・ マッハ数、(速さを音速で除した、または割った値)

・ 真空中の光の速さ(一般的に記号cで表記)で表わされる自然単位系の一つ)

:c = 299,792,458 m/s

重要な単位相互間の変換

:1 m/s = 3.6 km/h

:1 mph = 1.609 km/h

:1 knot = 1.852 km/h = 0.514 m/s

◆ 速さの比較

・ 一般的なカタツムリの速さ= 0.001 m/s; 0.004 km/h; 0.002 mph (1 ミリメートル毎秒)。

・ 歩く速さ= 1.1 m/s; 4 km/h; 2.5 mph。

・ オリンピックの短距離走の速さ(100メートル競走の日本記録)= 10 m/s; 36 km/h; 22 mph。

・ フランスオートルートの制限された速さ= 36 m/s; 130 km/h; 80 mph。

・ 台北101のエレベーターの速さ= 1010 m/min; 16.7 m/s; 60.6 km/h; 37.6 mph。

・ ボーイング747-8型最大航行の速さ= 290 m/s; 1050 km/h; 650 mph; (マッハ0.85)。

・ 海面の高さで温度20 °C (293 ケルビン)の乾燥した空気中の音速は343 m/s ? 1235 km/h ? 768 mph (= マッハ 1 と定義される)。

・ 国際航空連盟によって決められた方法での公式最大飛行速さ= 980 m/s; 3,530 km/h; 2,194 mph。

・ スペースシャトルが地球へ帰還時の大気圏再突入の速さ= 7,800 m/s; 28,000 km/h; 17,500 mph。

・ 地球の平均公転周期の速さ= 29,783 m/s; 107,218 km/h; 66,623 mph。

・ 真空中の光の速さ(一般的に記号cで表記)299,792,458 m/s(定義された正式値)。

◆ 関連項目

・ 速度計

・ 加速度

◆ 参考文献

・ リチャード・P・ファインマン、Robert B. Leighton, Matthew Sands, The Feynman Lectures on Physics(ファインマン物理学)、 Volume I, Section 8-2. Addison-Wesley, Reading, Massachusetts (1963). ISBN 0-201-02116-1.

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