運動學:描述運動
速度
速度是「帶著方向的速率」——它告訴你的不只是多快,還有往哪個方向。「20 m/s」是速率;「向正北 20 m/s」是速度。它回答的是更完整的問題:物體的位置變化得多快、朝哪個方向?對於在直線上運動、可能前進也可能後退的東西,這個方向正是讓你用正負號把兩者分開的關鍵。
精確地說,速度是位置的變化率,而且是一個向量。某段時間內的平均速度是位移除以時間:v = delta x / delta t(Δx/Δt)。因為位移帶有方向,速度也帶有方向。在一維中,正速度代表往一個方向、負速度往另一個方向;速度的大小就是速率。它的 SI 單位是公尺每秒(m/s)。
速度是位置與加速度之間的橋樑:加速度就定義為速度變化的快慢。這裡有個關鍵的誠實:只要速率變、或方向變、或兩者都變,速度就變了。做圓周運動的衛星以固定速率前進,卻一直在改變速度,因為它一直在轉彎——而這個變化中的速度,正是為什麼即使速率不變它仍在加速的原因。
一顆球以 3 m/s 向右滾:速度 = +3 m/s。它撞牆後以 3 m/s 向左滾回:速度 = -3 m/s。速率(3 m/s)從未改變,但速度變號了,因為方向反轉。
相同速率、相反速度:方向正是速度比速率多出來的東西。
日常說話中「速率」與「速度」常被互換使用,但在物理裡不同:速率是純量(只有大小),速度是向量(有大小和方向)。速率固定不代表速度固定。
又称
另见