سرعة

تحتاج هذه المقالة إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة بإضافة مصادر موثوقة . قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. البحث عن المصادر:  "السرعة" - الأخبار  · الصحف  · الكتب  · العلماء  · JSTOR ( يوليو 2016 ) ( تعرف على كيفية ومتى تزيل هذه الرسالة )

سرعة
يمكن اعتبار السرعة هي المعدل الذي يقطع به الجسم مسافة. فالجسم سريع الحركة يتمتع بسرعة عالية ويقطع مسافة كبيرة نسبيًا في فترة زمنية معينة، في حين يقطع الجسم البطيء الحركة مسافة صغيرة نسبيًا في نفس الفترة الزمنية.
الرموز الشائعة	ف
وحدة النظام الدولي للوحدات	م/ث، م/ث −1
البعد	ل ت −1

في علم الحركة ، سرعة الجسم (يشار إليها عادةً باسم v ) هي مقدار تغير موضعه بمرور الوقت أو مقدار تغير موضعه لكل وحدة زمنية؛ وبالتالي فهي كمية قياسية غير سالبة . ^[1] السرعة المتوسطة لجسم في فترة زمنية هي المسافة التي يقطعها الجسم مقسومة على مدة الفترة؛ ^[2] السرعة اللحظية هي حد السرعة المتوسطة عندما تقترب مدة الفترة الزمنية من الصفر. السرعة هي مقدار السرعة (متجه)، والتي تشير بالإضافة إلى ذلك إلى اتجاه الحركة.

السرعة هي المسافة مقسومة على الزمن. وحدة قياس السرعة في النظام الدولي للوحدات هي المتر في الثانية (م/ث)، ولكن الوحدة الأكثر شيوعًا لقياس السرعة في الاستخدام اليومي هي الكيلومتر في الساعة (كم/س) أو في الولايات المتحدة والمملكة المتحدة، ميل في الساعة (ميل في الساعة). أما في السفر الجوي والبحري، فإن العقدة تُستخدم عادةً.

أسرع سرعة ممكنة يمكن أن تنتقل بها الطاقة أو المعلومات، وفقًا للنسبية الخاصة ، هي سرعة الضوء في الفراغ ج =299 792 458 متر في الثانية (تقريبًا1 079 000 000  كم/ساعة أو671 000 000  ميل في الساعة ). لا يمكن للمادة أن تصل إلى سرعة الضوء تمامًا، لأن هذا يتطلب كمية لا نهائية من الطاقة. في فيزياء النسبية، يحل مفهوم السرعة محل فكرة السرعة الكلاسيكية.

يُنسب عادةً إلى الفيزيائي الإيطالي جاليليو جاليلي أنه أول من قام بقياس السرعة من خلال النظر في المسافة المقطوعة والوقت المستغرق. عرّف جاليليو السرعة على أنها المسافة المقطوعة لكل وحدة زمنية. ^[3] في شكل معادلة، يكون ذلك v = d t، حيث هي السرعة، هي المسافة، و هو الوقت. على سبيل المثال، تبلغ سرعة راكب الدراجة الذي يقطع مسافة 30 مترًا في زمن قدره ثانيتان 15 مترًا في الثانية. غالبًا ما يكون للأجسام المتحركة اختلافات في السرعة (قد تسير السيارة على طول شارع بسرعة 50 كم / ساعة، ثم تتباطأ إلى 0 كم / ساعة، ثم تصل إلى 30 كم / ساعة). ${\displaystyle v}$${\displaystyle د}$${\displaystyle t}$

السرعة في لحظة ما، أو التي يُفترض أنها ثابتة خلال فترة زمنية قصيرة جدًا ، تسمى السرعة اللحظية . من خلال النظر إلى عداد السرعة ، يمكن للمرء قراءة السرعة اللحظية للسيارة في أي لحظة. ^[3] عادةً ما تسير السيارة التي تسير بسرعة 50 كم/ساعة لمدة أقل من ساعة بسرعة ثابتة، ولكن إذا سارت بهذه السرعة لمدة ساعة كاملة، فستقطع مسافة 50 كم. إذا استمرت السيارة بهذه السرعة لمدة نصف ساعة، فستقطع نصف هذه المسافة (25 كم). إذا استمرت لمدة دقيقة واحدة فقط، فستقطع حوالي 833 مترًا.

في المصطلحات الرياضية، يتم تعريف السرعة اللحظية على أنها مقدار السرعة اللحظية ، أي المشتق للموضع بالنسبة للزمن : ^{[2] [4]}${\displaystyle v}$ ${\displaystyle {\boldsymbol {v}}}$${\displaystyle {\boldsymbol {r}}}$ $${\displaystyle v=\left|{\boldsymbol {v}}\right|=\left|{\dot {\boldsymbol {r}}}\right|=\left|{\frac {d{\boldsymbol {r}}}{dt}}\right|\,.}$$

إذا كان طول المسار (المعروف أيضًا بالمسافة) المقطوع حتى الوقت ، فإن السرعة تساوي المشتق الزمني لـ : ^[2]${\displaystyle s}$${\displaystyle t}$${\displaystyle s}$ $${\displaystyle v={\frac {ds}{dt}}.}$$

في الحالة الخاصة حيث تكون السرعة ثابتة (أي سرعة ثابتة في خط مستقيم)، يمكن تبسيط ذلك إلى . متوسط ​​السرعة على مدى فترة زمنية محدودة هو المسافة الإجمالية المقطوعة مقسومة على مدة الوقت. ${\displaystyle v=s/t}$

تختلف السرعة المتوسطة عن السرعة اللحظية، حيث يتم تعريفها على أنها المسافة الإجمالية المقطوعة مقسومة على الفترة الزمنية. على سبيل المثال، إذا تم قطع مسافة 80 كيلومترًا في ساعة واحدة، فإن السرعة المتوسطة هي 80 كيلومترًا في الساعة. وبالمثل، إذا تم قطع مسافة 320 كيلومترًا في 4 ساعات، فإن السرعة المتوسطة هي أيضًا 80 كيلومترًا في الساعة. عند تقسيم المسافة بالكيلومتر (كم) على الوقت بالساعات (س)، تكون النتيجة بالكيلومتر في الساعة (كم/س).

لا تصف السرعة المتوسطة التغيرات في السرعة التي ربما حدثت خلال فترات زمنية أقصر (حيث إنها المسافة الكاملة المقطوعة مقسومة على إجمالي وقت السفر)، وبالتالي فإن السرعة المتوسطة غالبًا ما تكون مختلفة تمامًا عن قيمة السرعة اللحظية. ^[3] إذا كانت السرعة المتوسطة ووقت السفر معروفين، فيمكن حساب المسافة المقطوعة عن طريق إعادة ترتيب التعريف إلى $${\displaystyle d={\boldsymbol {\bar {v}}}t\,.}$$

وباستخدام هذه المعادلة لسرعة متوسطة قدرها 80 كيلومترًا في الساعة في رحلة مدتها 4 ساعات، نجد أن المسافة المقطوعة هي 320 كيلومترًا.

عند التعبير عنها بلغة بيانية، فإن ميل خط المماس عند أي نقطة من الرسم البياني للمسافة والزمن هو السرعة اللحظية عند هذه النقطة، في حين أن ميل خط الوتر لنفس الرسم البياني هو متوسط ​​السرعة خلال الفترة الزمنية التي يغطيها الوتر. متوسط ​​سرعة الجسم هو Vav = s÷t

تشير السرعة فقط إلى مدى سرعة حركة الجسم، في حين تصف السرعة كلاً من السرعة والاتجاه الذي يتحرك فيه الجسم. ^[5] إذا قيل إن السيارة تسير بسرعة 60 كم / ساعة، فقد تم تحديد سرعتها . ومع ذلك، إذا قيل إن السيارة تتحرك بسرعة 60 كم / ساعة إلى الشمال، فقد تم تحديد سرعتها الآن.

يمكن تمييز الفرق الكبير عند النظر في الحركة حول الدائرة . عندما يتحرك شيء ما في مسار دائري ويعود إلى نقطة بدايته، تكون سرعته المتوسطة صفرًا، ولكن يتم إيجاد سرعته المتوسطة عن طريق قسمة محيط الدائرة على الوقت المستغرق للتحرك حول الدائرة. وذلك لأن السرعة المتوسطة تُحسب من خلال النظر فقط في الإزاحة بين نقطة البداية ونقطة النهاية، في حين أن السرعة المتوسطة تأخذ في الاعتبار فقط المسافة الإجمالية المقطوعة.

تتضمن وحدات السرعة ما يلي:

• متر في الثانية (الرمز م/ث ^-1 أو م/ث)، الوحدة المشتقة من النظام الدولي للوحدات ؛
• كيلومتر في الساعة (الرمز كم/ساعة)؛
• ميل في الساعة (الرمز mi/h أو mph)؛
• العقدة ( ميل بحري في الساعة، الرمز kn أو kt)؛
• قدم في الثانية (الرمز fps أو ft/s)؛
• رقم ماخ ( بدون أبعاد )، السرعة مقسومة على سرعة الصوت ؛
• بالوحدات الطبيعية (بدون أبعاد)، السرعة مقسومة على سرعة الضوء في الفراغ (الرمز c =299 792 458  م/ث ).

التحويلات بين وحدات السرعة الشائعة

	آنسة	كم/س	ميل في الساعة (ميل/ساعة)	عقدة	قدم/ثانية (قدم/ثانية)
1 متر/ثانية =	1	3.600 000	2.236 936 *	1.943 844 *	3.280 840 *
1 كم/ساعة =	0.277 778 *	1	0.621 371 *	0.539 957 *	0.911 344 *
1 ميل في الساعة (ميل/ساعة) =	0.447 04	1.609 344	1	0.868 976 *	1.466 667 *
1 عقدة =	0.514 444 *	1.852	1.150 779 *	1	1.687 810 *
1 إطار في الثانية (قدم/ثانية) =	0.3048	1.097 28	0.681 818 *	0.592 484 *	1

(* = القيم التقريبية)

يحتاج هذا القسم إلى مصادر إضافية للتحقق . يُرجى المساعدة في تحسين هذه المقالة عن طريق إضافة مصادر موثوقة في هذا القسم. قد يتم الطعن في المواد غير الموثقة وإزالتها. ( مايو 2013 ) ( تعرف على كيفية ومتى يمكنك إزالة هذه الرسالة )

قد يحتوي هذا القسم على أمثلة زائدة أو غير ذات صلة . يرجى المساعدة في تحسين المقالة عن طريق إضافة نص وصفي وإزالة الأمثلة الأقل صلة . ( مايو 2014 )

سرعة	آنسة	قدم/ثانية	كم/س	ميل بالساعة	ملحوظات
ارتفاع متوسط ​​مستوى سطح البحر العالمي	0.000 000 000 11	0.000 000 000 36	0.000 000 0004	0.000 000 000 25	3.5 ملم/سنة [7]
معدل الانجراف القاري التقريبي	0.000 000 0013	0.000 000 0042	0.000 000 0045	0.000 000 0028	4 سم/سنة. يختلف حسب الموقع.
سرعة الحلزون الشائع	0.001	0.003	0.004	0.002	1 مليمتر في الثانية
المشي السريع	1.7	5.5	6.1	3.8
راكب دراجة نموذجي على الطريق	4.4	14.4	16	10	يختلف بشكل كبير حسب الشخص والتضاريس والدراجة والجهد والطقس
ركلة سريعة في الفنون القتالية	7.7	25.2	27.7	17.2	أسرع ركلة مسجلة عند 130 ميلي ثانية من الأرض إلى الهدف على مسافة متر واحد. متوسط ​​سرعة السرعة عبر مدة الركلة [8]
عدائي السرعة	12.2	40	43.92	27	الرقم القياسي العالمي لأوسين بولت في سباق 100 متر .
متوسط ​​السرعة التقريبية لراكبي الدراجات في سباقات الطرق	12.5	41.0	45	28	على أرض مستوية، سوف تختلف
الحد الأقصى للسرعة في الضواحي النموذجية في معظم أنحاء العالم	13.8	45.3	50	30
مصعد مرصد تايبيه 101	16.7	54.8	60.6	37.6	1010 م/دقيقة
حدود السرعة النموذجية في المناطق الريفية	24.6	80.66	88.5	56
الحد الأقصى للسرعة الوطنية البريطانية (طريق ذو اتجاه واحد)	26.8	88	96.56	60
إعصار من الفئة الأولى	33	108	119	74	الحد الأدنى للسرعة المستمرة لأكثر من دقيقة واحدة
متوسط ​​السرعة القصوى للفهد	33.53	110	120.7	75
الحد الأقصى للسرعة على الطريق السريع الفرنسي	36.1	118	130	81
أعلى سرعة مسجلة بقوة بشرية	37.02	121.5	133.2	82.8	سام ويتينغهام على دراجة هوائية متكئة [9]
متوسط ​​سرعة العطاس عند الإنسان	44.44	145.82	160	99.42
سرعة فوهة بندقية البينتبول	90	295	320	200
سرعة طيران طائرة الركاب بوينج 747-8	255	836	917	570	ماخ 0.85 عند35000  قدم (​10668 م  ) الارتفاع
سرعة رصاصة البندقية الطويلة عيار 22	326.14	1070	1174.09	729.55
الرقم القياسي الرسمي للسرعة على الأرض	341.1	1119.1	1227.98	763
سرعة الصوت في الهواء الجاف عند ضغط مستوى سطح البحر ودرجة حرارة 20 درجة مئوية	343	1125	1235	768	ماخ 1 حسب التعريف. 20 درجة مئوية = 293.15  كلفن .
سرعة الفوهة لخرطوشة 7.62×39 مم	710	2330	2600	1600	تعتبر طلقة 7.62×39 ملم خرطوشة بندقية من أصل سوفيتي
سجل السرعة الجوية الرسمي للطائرات ذات المحركات النفاثة	980	3215	3530	2194	لوكهيد SR-71 بلاك بيرد
مكوك الفضاء عند العودة إلى الغلاف الجوي	7800	25600​	28000​	17,500
سرعة الهروب على الأرض	11 200	36700​	40000​	25000​	11.2 كم·ثانية -1
السرعة النسبية للمركبة فوييجر 1 بالنسبة للشمس في عام 2013	17000​	55 800	61 200	38000​	أسرع سرعة تراجع مركزية الشمس لأي جسم من صنع الإنسان. [10] (11 ميل/ثانية)
متوسط ​​سرعة دوران كوكب الأرض حول الشمس	29 783	97 713	107 218	66 623
أسرع سرعة مسجلة لمسبارات هيليوس	70,220	230,381	252,792	157,078	تم التعرف عليها باعتبارها أسرع سرعة تم تحقيقها بواسطة مركبة فضائية من صنع الإنسان، والتي تم تحقيقها في مدار شمسي .
السرعة المدارية للشمس بالنسبة لمركز المجرة	251000​	823000​	904000​	561000​
سرعة المجرة بالنسبة إلى CMB	550000​	1 800 000	2000000​​	1 240 000
سرعة الضوء في الفراغ (الرمز c )	299 792 458	983 571 056	1 079 252 848	670 616 629	بالضبط299 792 458  م/ث ، حسب تعريف المتر
سرعة	آنسة	قدم/ثانية	كم/س	ميل بالساعة	ملحوظات

وفقًا لجان بياجيه ، فإن الحدس لمفهوم السرعة لدى البشر يسبق حدس المدة، ويستند إلى مفهوم التباعد. ^[11] درس بياجيه هذا الموضوع مستوحى من سؤال طرحه عليه ألبرت أينشتاين في عام 1928 : "بأي ترتيب يكتسب الأطفال مفاهيم الوقت والسرعة؟" ^[12] يعتمد مفهوم الأطفال المبكر للسرعة على "التجاوز"، مع مراعاة الترتيبات الزمنية والمكانية فقط، على وجه التحديد: "يُحكم على الجسم المتحرك بأنه أسرع من غيره عندما يكون الجسم الأول في لحظة معينة خلف الجسم الآخر ويتقدم عليه بلحظة أو نحو ذلك". ^[13]

• سرعة الهواء
• قائمة سجلات سرعة المركبات
• سرعات المقذوفات النموذجية
• عداد السرعة
• سرعات V