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速度計算機

這個速度計算機能幫你計算出物體的速度,你可以通過三種不同的方式來得出速度的數值,分別是距離、加速度和平均速度。

你想如何計算速度?
距離
距離
公尺(m)
秒 (sec)
公尺/秒 (m/s)

速度計算機能幫你計算出物體的速度,如果你知道如何算出速度,可以透過三種不同的方式來得到結果。第一個是使用常見的速度方程式。第二種方法則是計算在特定時間內由加速度引起的速度變化。最後一種方式是使用平均速度公式,如果你需要分析不同距離和不同速度的情況,這個計算方式就能派上用場。

本篇文章是關於速度的豐富內容,閱讀下面的內容來了解什麼是速度、有哪些計算公式及最常見的速度單位。你知道速度與速率之間存在本質上的區別嗎?我們將在下面的內容中介紹它們。

 

什麼是速度? 關於速度的定義

速度的定義是物體位置隨時間的變化率,它是考慮物體運動的古典力學的基本概念之一。如果你想把這個規則以數學公式的形式呈現,速度方程式就會如下所示:

 

速度=距離/時間

 

需要注意的是,這個速度公式只適用在固定方向上的恆定速度,或者如果你想在一定距離內找到平均速度。你可能已經注意到我們使用過"速度"和"速率"這兩個詞,它們事實上是有所區別的,你可以查詢它們來了解更多資訊。

除了這個計算機所使用的平均速度之外,還有其他類型的速度,例如物體旋轉時產生的角速度、旋轉動能、角加速度或轉動慣量。當一個物體只有角速度時,它不會發生位移,也就是移動距離為零,因此你就不能使用平均速度公式來計算。

 

平均速度公式和速度單位

平均速度公式描述物體路線長度與移動所需時間之間的關係。例如,你在一小時內駕駛汽車行駛 100 公里,那麼你的平均速度等於 100 公里/小時。在上一段內容中,我們介紹過基本的速度方程式,但速度計算機中包含更多的方程式。下面會列出所有使用的方程式:

1. 簡單的速度方程:

速度=距離/時間

2. 加速一段時間後的速度:

最終速度 = 初始速度 + 加速度 × 時間

3. 平均速度公式:

平均速度 = 速度1 × 時間1 + 速度2 × 時間2速度3 × 時間3 +...

如果你將在不同路線分成使用不同速度行駛,那麼就應該使用平均速度公式。例如,你在城市中以 40 公里/每小時的速度駕駛汽車 1 小時,然後上高速公路以 80 公里/小時的速度行駛 2 小時。那麼你的平均速度是多少?使用速度計算機計算後就會得到大約 67 公里/小時。

從上面的方程式中,你會注意到使用的速度單位單位是公里/小時(km/h)。一般常用的英制單位是英尺/每秒(ft/s)和英里/每小時(mph)。而在公制單位中,常用單位是公尺每秒(m/s)和公里每小時(km/h)。你可以在我們的工具中輕鬆轉換單位,不會有任何麻煩與困擾。

 

如何計算速度? 速度與速率的關係

在我們解釋如何計算速度之前,我們需要注意速度和速率之間存在細微的差別。前者是根據最終位置和初始位置之間的差異,以及運動方向來確定,而後者只需要知道經過多少距離。換句話說,速度是一個向量,具有大小和方向,速率則是一個純量,只有大小。

舉個例子來使用平均速度計算機。假設一個物體在 2 分鐘內行進了 500 公尺,要計算平均速度,你應該採取按照以下步驟操作:

  1. 將時間單位設為分鐘(或秒也可以),而速度單位更改為公尺/每秒,2 分鐘 = 2 × 60 = 120 秒,
  2. 將距離除以時間:速度 = 500 / 120 = 4.1667 m/s。

讓我們換一個例子來計算,假設你想駕駛汽車參加賽車比賽,這台車可以以大約 7.84 m/s² 的加速度改變速度。比賽才剛剛開始。從零加速 4 秒後你的賽車速度是多少?

  1. 將初始速度設定為0,也就是在比賽開始前不會移動。
  2. 將加速度乘以時間得到速度變化,速度變化 = 7.85 × 4 = 31.4 m/s。
  3. 由於初始速度為零,因此最終速度等於速度的變化。
  4. 如果要轉換單位為公里/每小時(km/h),你可以通過將結果乘以 3.6 來轉換單位: 31.4 × 3.6 = 113.04 km/h。

當然,你也可以使用平均速度計算機來使整個計算變得更容易,你需要做的就是輸入距離和時間。使用這個計算器的優點是你不必手動轉換任何單位,因為我們的工具將為你完成這一切。

 

關於終端速度、逃逸速度和相對論速度

速度存在於物理學中的許多方面,所謂的終端速度是指自由落體時,物體所能達到的最高速度。終端速度發生在流體(例如空氣或水)中,取決於流體的密度。

而如何計算逃逸速度(或稱宇宙速度)在天體物理學中特別重要,因為結果必須非常準確。如果你對太陽或行星等大型天體感興趣,可以上網查詢關於逃逸速度的介紹。

另一個重要的速度是相對論速度,它是指一個質量不為零的物體可以達到光速。當物體速度接近光速時,它的動能就會變得非常大。光速的速度是 299,792,458 m/s,而愛因斯坦著名的相對論公式 E = mc2 就是建立在這個概念上。