속도 변환기
속도에 대하여 (속력)
속력(영어: Speed)은 물리학의 기본 개념 중 하나로, 물체가 단위 시간 동안 이동한 거리를 의미하며, 물체의 움직임의 빠르기를 나타냅니다.
일상 생활에서는 "속력"과 "속도"가 혼용되지만, 물리학에서는 두 개념이 다릅니다. 속력은 크기만 있고 방향이 없는 스칼라(크기만 존재)로, 차원은 거리 나누기 시간입니다. 반면, 속도는 방향을 포함하는 벡터(크기와 방향 모두 존재)로, 차원은 변위 나누기 시간입니다. 물체의 순간 속력은 순간 속도의 크기와 같지만, 평균 속력은 평균 속도의 크기와 반드시 같지 않을 수 있습니다.
국제단위계에서 속력의 단위는 미터 매 초(m/s)이지만, 일상 생활에서는 킬로미터 매 시간(km/h) 또는 영국식 단위인 마일 매 시간(mph)이 더 자주 사용됩니다. 해상에서 선박이나 물체의 속력은 주로 노트(knot) 단위로 측정됩니다.
특수 상대성 이론에 따르면, 에너지나 정보가 전달될 수 있는 최대 속력은 진공에서의 빛의 속도 \(c = 299,792,458\) m/s이며, 이는 대략 시속 1,080,000,000km 또는 시속 671,000,000마일에 해당합니다. 정지 질량이 0이 아닌 물질이 이 속력에 도달하려면 무한한 에너지가 필요합니다. 상대성 이론 물리학에서는 고전 역학의 속도를 대신하여 빠르기(rapidity)를 사용합니다.
속력의 정의
수학 용어로, 물체가 일정 거리를 이동할 때의 평균 속도(기호로는
v)는 이동한 거리
s와 그 시간
t의 비율로 정의되며, 다음과 같은 공식으로 나타낼 수 있습니다:
예를 들어, 자동차가 2시간 동안 60킬로미터를 주행했다면 이 시간 동안의 평균 속도는 시속 30킬로미터입니다. 특정 순간의 물체의 속도는 매우 짧은 시간
dt 동안 이동한 거리
ds의 비율로 측정됩니다:
정확히 정의하면, 시간
t에 따른 거리
s의 함수가 있을 때, 순간 속도는 위의 비율에서
dt가 0에 가까워질 때의 극한 값으로, 이는 수학적으로
s의 시간
t에 대한 미분으로 정의됩니다.
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