Jednostki prędkości i ich równoważniki
| Jednostka | Symbol | W metrach na sekundę |
|---|---|---|
| Kilometr na godzinę | km/h | 0,277778 m/s |
| Mila na godzinę | mph | 0,44704 m/s |
| Metr na sekundę | m/s | 1 m/sjednostka podstawowa |
| Węzeł | kn | 0,514444 m/s |
| Stopa na sekundę | ft/s | 0,3048 m/s |
| Kilometr na sekundę | km/s | 1000 m/s |
| Mila na sekundę | mi/s | 1609 m/s |
Najczęstsze pytania
Czy węzeł to to samo co mph?
Nie. Węzeł to jedna mila morska na godzinę, czyli 1,852 km/h, wobec 1,609 km/h dla drogowego mph. Piętnastoprocentowa różnica bierze się z mili morskiej, zdefiniowanej jako jedna minuta szerokości geograficznej.
Jakie są ograniczenia prędkości za granicą?
Wielka Brytania: 30 mph w terenie zabudowanym (48 km/h), 60 mph na drogach jednojezdniowych (97 km/h), 70 mph na autostradach (113 km/h). Stany Zjednoczone: zwykle od 55 do 70 mph na drogach szybkiego ruchu, czyli od 89 do 113 km/h zależnie od stanu.
Czy średnia prędkość podróży tam i z powrotem to średnia obu prędkości?
Nie, i różnica jest duża. Jazda tam z prędkością 60 km/h i z powrotem 20 km/h tą samą drogą daje średnio 30 km/h, a nie 40: wolniejszy odcinek trwa trzy razy dłużej, więc waży trzy razy więcej. Średnia prędkość to zawsze cała droga podzielona przez cały czas, nigdy średnia z prędkości. Ta sama logika działa na autostradzie: przejechanie 100 km z prędkością 130 km/h zamiast 110 oszczędza osiem i pół minuty, które kasuje jeden dziesięciominutowy postój.
Czy dwa razy szybsza jazda podwaja drogę zatrzymania?
Nie, mniej więcej ją potraja. Droga hamowania rośnie z kwadratem prędkości: na suchym asfalcie idzie z około 12 m przy 50 km/h do 48 m przy 100 km/h. Do tego dochodzi droga przebyta w czasie reakcji, która rośnie wprost proporcjonalnie do prędkości: jedna sekunda nieuwagi to 14 m przy 50 km/h i 28 m przy 100. Razem daje to około 26 m wobec 76 m. Dlatego też 30 km/h w mieście nie jest połową 50: droga zatrzymania spada tam poniżej 13 m.
Czy Mach 1 to zawsze ta sama prędkość?
Nie, bo prędkość dźwięku zależy wyłącznie od temperatury powietrza, a nie od ciśnienia ani od samej wysokości. Na poziomie morza przy 15 °C Mach 1 to 1 225 km/h; na 11 000 m, gdzie powietrze ma −56,5 °C, spada do 1 062 km/h. Samolot pasażerski lecący z prędkością Mach 0,85 leci więc 903 km/h, podczas gdy ta sama liczba przy ziemi oznaczałaby 1 041 km/h. Liczba Macha nie jest prędkością, tylko stosunkiem.
Metr na sekundę króluje, a nie pokazuje go żaden znak
Jednostką prędkości w układzie SI jest metr na sekundę i nie używa go ani jedna droga na świecie. Znaki podają kilometry na godzinę albo mile na godzinę, fizyka i meteorologia liczą w metrach na sekundę, a żegluga i lotnictwo w węzłach. Przejście między dwiema pierwszymi jest dokładne i łatwe do zapamiętania: jeden metr na sekundę to równo 3,6 kilometra na godzinę, bo godzina ma 3600 sekund, a kilometr 1000 metrów. Podzielenie przez 3,6 to wszystko, czego trzeba, żeby przejść od znaku do wzoru.
Prędkość jest też jedyną wielkością, której górna granica jest liczbą postanowioną, a nie zmierzoną. Od 1983 roku prędkość światła w próżni wynosi 299 792 458 metrów na sekundę, dokładnie, bo to ona definiuje metr, a nie odwrotnie. Żaden eksperyment nie może jej już zmierzyć: dokładniejszy pomiar poprawia jedynie długość metra. To rzadkie odwrócenie w metrologii, gdzie zwykle wychodzi się od wzorca, a dochodzi do stałej.