وحدات السرعة ومكافئاتها
| الوحدة | الرمز | بالمتر في الثانية |
|---|---|---|
| كيلومتر في الساعة | كم/س | 0.277778 م/ث |
| ميل في الساعة | ميل/س | 0.44704 م/ث |
| متر في الثانية | م/ث | 1 م/ثالوحدة الأساس |
| عقدة | عقدة | 0.514444 م/ث |
| قدم في الثانية | قدم/ث | 0.3048 م/ث |
| كيلومتر في الثانية | كم/ث | 1,000 م/ث |
| ميل في الثانية | ميل/ث | 1,609 م/ث |
الأسئلة الشائعة
هل العقدة هي الميل في الساعة؟
لا. العقدة ميل بحري في الساعة، أي 1.852 كم/س، بينما الميل في الساعة 1.609 كم/س. والفارق نحو خمسة عشر بالمئة. وتُستعمل العقدة في الملاحة البحرية والجوية حيث تُقاس المسافات بالأميال البحرية.
ما حدود السرعة في الخارج؟
على الطرق السريعة بين الولايات الأمريكية تتراوح عادة بين 65 و75 ميلًا في الساعة، أي 105 إلى 120 كم/س. وفي بريطانيا 70 ميلًا في الساعة، نحو 113 كم/س. وقاعدة مفيدة: الميل في الساعة يقارب كم/س مقسومًا على 1.6، وللتقدير السريع خذ النصف وأضف العُشر.
هل متوسط سرعة الذهاب والإياب هو متوسط السرعتين؟
لا، والفارق كبير. فالذهاب بسرعة 60 كم/س والعودة بسرعة 20 كم/س على الطريق نفسه يعطيان متوسطًا قدره 30 كم/س لا 40، لأن الشوط البطيء يستغرق ثلاثة أضعاف الزمن فيزن ثلاثة أضعاف. ومتوسط السرعة هو دائمًا المسافة الكلية مقسومة على الزمن الكلي، لا مجموع السرعتين مقسومًا على اثنين. والأمر نفسه على الطريق السريع: قطع 100 كم بسرعة 130 كم/س بدل 110 يوفر ثماني دقائق ونصفًا تمحوها وقفة واحدة مدتها عشر دقائق.
هل تضاعف السرعة يضاعف مسافة التوقف؟
لا، بل يقاربها ثلاثة أضعاف. فمسافة الكبح تنمو مع مربع السرعة: على إسفلت جاف تنتقل من نحو 12 م عند 50 كم/س إلى 48 م عند 100 كم/س. ويضاف إليها ما يُقطع أثناء زمن رد الفعل وهو ينمو طرديًا مع السرعة: ثانية واحدة من الغفلة تعني 14 م عند 50 كم/س و28 م عند 100. والمجموع نحو 26 م مقابل 76 م. ولهذا لا تكون سرعة 30 كم/س في المدينة نصف الخمسين: مسافة التوقف تهبط فيها دون 13 م.
هل يوافق ماخ 1 السرعة نفسها دائمًا؟
لا، لأن سرعة الصوت تتوقف على حرارة الهواء وحدها، لا على الضغط ولا على الارتفاع في ذاته. فعند سطح البحر بحرارة 15 °C يساوي ماخ 1 نحو 1 225 كم/س، أما على ارتفاع 11 000 متر حيث حرارة الهواء −56.5 °C فيهبط إلى 1 062 كم/س. ولذلك تطير طائرة ركاب على ماخ 0.85 بسرعة 903 كم/س، بينما يعني الرقم نفسه قرب الأرض 1 041 كم/س. فعدد ماخ ليس سرعة بل نسبة.
المتر في الثانية هو الأصل ولا لافتة تعرضه
وحدة السرعة في النظام الدولي هي المتر في الثانية، ولا طريق واحدة في العالم تستعملها. فاللافتات تعرض الكيلومتر في الساعة أو الميل في الساعة، والفيزياء والأرصاد تعد بالمتر في الثانية، والملاحة البحرية والجوية بالعقدة. والانتقال بين الأولين دقيق ويسهل حفظه: المتر في الثانية يساوي بالضبط 3.6 كيلومتر في الساعة، لأن الساعة 3600 ثانية والكيلومتر 1000 متر. فالقسمة على 3.6 تكفي للانتقال من اللافتة إلى المعادلة.
والسرعة كذلك هي الكمية الوحيدة التي سقفها رقم مقرر لا رقم مقيس. فمنذ 1983 صارت سرعة الضوء في الخلاء 299792458 مترا في الثانية بالضبط، لأنها هي التي تعرف المتر لا العكس. ولم تعد أي تجربة قادرة على قياسها: كل قياس أدق إنما يصحح طول المتر. وهذا انقلاب نادر في علم القياس، حيث يبدأ المرء عادة من المعيار ليصل إلى الثابت.