速さの単位と対応関係
| 単位 | 記号 | メートル毎秒換算 |
|---|---|---|
| キロメートル毎時 | km/h | 0.277778 m/s |
| マイル毎時 | mph | 0.44704 m/s |
| メートル毎秒 | m/s | 1 m/s基準単位 |
| ノット | kn | 0.514444 m/s |
| フィート毎秒 | ft/s | 0.3048 m/s |
| キロメートル毎秒 | km/s | 1,000 m/s |
| マイル毎秒 | mi/s | 1,609 m/s |
よくある質問
ノットはマイル毎時と同じですか？
違います。ノットは 1 時間あたりの海里、つまり 1.852 km/h です。mph は 1.609 km/h なので、差は約 15 % あります。ノットは距離を海里で測る船舶と航空の世界で使われます。
海外の速度制限はどのくらいですか？
米国の州間高速道路はおおむね 65 から 75 mph、つまり 105 から 120 km/h です。英国は 70 mph で約 113 km/h。目安として mph は km/h を 1.6 で割った値で、暗算なら半分にして 1 割を足すと近くなります。
往復の平均速度は二つの速度の平均ですか？
いいえ、差は大きくなります。同じ道を行き 60 km/h、帰り 20 km/h で走ると平均は 40 km/h ではなく 30 km/h です。遅い区間は 3 倍の時間がかかるので、3 倍の重みを持つからです。平均速度はつねに総距離を総時間で割った値であり、速度の足し算ではありません。高速道路でも同じです。100 km を 110 km/h ではなく 130 km/h で走ると 8 分半縮まりますが、10 分の休憩 1 回でそれは消えます。
速度が 2 倍になると停止距離も 2 倍ですか？
いいえ、およそ 3 倍になります。制動距離は速度の 2 乗で伸びます。乾いた路面では 50 km/h で約 12 m、100 km/h で 48 m です。そこに反応中に進む距離が加わり、こちらは速度に比例します。よそ見 1 秒は 50 km/h で 14 m、100 km/h で 28 m です。合計するとおよそ 26 m 対 76 m になります。市街地の 30 km/h が 50 km/h の半分ではないのも同じ理由で、停止距離は 13 m を下回ります。
マッハ 1 はいつも同じ速度ですか？
いいえ。音速は空気の温度だけで決まり、気圧や高度そのものでは決まらないからです。海面上の 15 °C ではマッハ 1 は 1,225 km/h ですが、空気が −56.5 °C になる高度 11,000 m では 1,062 km/h まで下がります。マッハ 0.85 で巡航する旅客機は 903 km/h で飛んでいることになり、同じ数字が地上なら 1,041 km/h を意味します。マッハ数は速度ではなく比です。
毎秒メートルが正統で、道路標識はどこにも書かない
SI における速さの単位は毎秒メートルですが、それを使う道路は世界に一つもありません。標識は毎時キロメートルか毎時マイルを示し、物理学と気象学は毎秒メートルで数え、船舶と航空はノットで数えます。前二者のあいだの換算は厳密で覚えやすいものです。1 時間は 3600 秒、1 キロメートルは 1000 メートルですから、毎秒 1 メートルはちょうど毎時 3.6 キロメートルにあたります。3.6 で割れば標識から式に移れます。
速さはまた、上限が測定値ではなく取り決めによる唯一の量でもあります。1983 年以降、真空中の光速は厳密に毎秒 299,792,458 メートルです。光速がメートルを定義しているのであって、その逆ではないからです。もはやどんな実験もこれを測ることはできません。より精密な測定はメートルの長さを補正するだけです。標準器から出発して定数にたどり着くのが常である計量学において、これは珍しい逆転です。