속력

고전역학
뉴턴의 제2법칙
고전역학의 역사
기본 개념
공간 · 시간 · 물리계 · 질량 · 힘 (중심력 · 보존력 · 마찰력) · 에너지 (운동 에너지 · 위치 에너지) · 운동량
운동 방정식 (보존 법칙 · 운동 상수)
뉴턴 운동 법칙  · 관성 좌표계 · 겉보기힘 (원심력 · 코리올리 효과)
진동
진폭  · 진동수  · 각진동수  · 훅 법칙  · 조화 진동자
회전과 강체 운동
오일러 운동 방정식 · 각속도 · 각가속도 · 각운동량 · 돌림힘 · 관성 모멘트 (평행축 정리 · 목록) · 오일러 각 · 푸앵소 타원체
천체역학
만유인력의 법칙 · 케플러의 행성 운동 법칙 · 이체 문제 · 비네 방정식 · 라플라스-룽게-렌츠 벡터 · 삼체 문제 · 다체 문제 · 비리얼 정리
라그랑주 역학
짜임새 공간 · 일반화 좌표 · 일반화 운동량 · 홀로노믹 제약 · 모노제닉 계 · 오일러-라그랑주 방정식 · 라그랑지언 · 작용 · 해밀턴의 원리 · 뇌터 정리
달랑베르의 원리  · 가상일 · 가상 변위
해밀턴 역학
위상 공간 · 푸아송 괄호 · 해밀토니언 · 해밀턴 방정식 · 정준 변환 (모함수) · 디랙 괄호
해밀턴-야코비 방정식  · 적분가능계
분과
정역학
동역학
운동학
응용 역학
천체 역학
강체 역학
연속체 역학
과학자
갈릴레이 · 훅 · 뉴턴 · 모페르튀이 · 오일러 · 클레로 · 달랑베르 · 라그랑주 · 라플라스 · 푸아송 · 코리올리 · 야코비 · 해밀턴 · 푸앵카레 · 콜모고로프 · 모저 · 아르놀트

속력(速力, 영어: speed)은 물체의 빠르기를 나타내는 척도의 하나이다. 단위 시간당 이동한 거리로 정의한다.

속력과 속도

속력은 이동 방향을 갖지 않는 스칼라량이며, 거리를 시간으로 나누는 값으로 표현된다. 여기서 거리는 실제로 이동한 거리의 값이며 속도는 속력과 같이 크기를 지닐 뿐만 아니라 방향성도 지니는 벡터량이다.

물체가 이동한 거리를 라고 하고 걸린 시간을 로 놓고 속력을 수학적으로 표현하면 속력 는 다음의 식으로 나타낼 수 있다.

일반적으로 물체는 일정한 속력으로 이동하지 않는다. 예를 들어 자동차가 120km를 2시간에 걸쳐 이동했다면, 그 때의 평균 속력은 60km/h이다. 그렇지만 다른 시간에 같은 속도로, 또는 같은 시간에 다른 속도로 이동하면 그 속력은 다르다. 물체가 이동할 때 가속과 감속이 여러 번 이루어진다면 아래의 식으로 나타낼 수 있다.

위의 식에서, 미소(微少) 시간 동안 이동한 거리는 이다.

만약, 물체가 시간 동안 거리 를 이동했다면, 그 시간동안의 평균 속력은 아래의 식으로 나타낼 수 있다.

※위의 두 식의 바(bar)로 둘러싸인 우변은 절댓값을 나타내고, 세 번째 식의 좌변의 바(bar)는 그 값이 평균값임을 나타낸다.

단위

속력의 단위에는 다음과 같은 것들이 있다.

  • m/s
  • km/h
  • mi/h(또는, mph)
  • 노트(kn, kt)
  • 마하（음속의 빠르기를 1로 두는 단위. 예를 들어 마하 3이라면 속력은 음속 × 3 가 된다.)
  • 진공에서의 빛의 속력(일반적으로 기호 c로 쓴다.)으로 자연계에서 가장 빠르다.
c = 299,792,458 m/s
속력의 단위 변환
m/s km/h mph knot ft/s
1 m/s = 1 3.6 2.236936 1.943844 3.280840
1 km/h = 0.277778 1 0.621371 0.539957 0.911344
1 mph = 0.44704 1.609344 1 0.868976 1.466667
1 knot = 0.514444 1.852 1.150779 1 1.687810
1 ft/s = 0.3048 1.09728 0.681818 0.592484 1

(굵은 글씨로 된 값은 절대 수치이다.)

속력의 비교

  • 달팽이의 속력 = 0.001 m/s; 0.004 km/h; 0.002 mph
  • 일반적인 사람의 걷는 속력 = 1.1 m/s; 4 km/h; 2.5 mph
  • 100m 달리기 세계 기록 보유자의 속력 = 10.44 m/s; 37.6 km/h; 23.35 mph
  • 타이베이 101의 엘리베이터의 속력 = 16.7 m/s; 60.6 km/h; 37.6 mph
  • 프랑스의 고속도로의 제한 속력 = 36 m/s; 130 km/h; 80 mph
  • 보잉 747-8의 최대 항속 = 290 m/s; 1,050 km/h; 650 mph. (마하 0.85)
  • 온도 20 °C의 해수면에서의 건조한 공기에서의 음속 = 343 m/s ≈ 1,235 km/h ≈ 768 mph (마하 1)
  • 국제항공연맹이 정한 공식적인 최대 비행속력 = 980 m/s; 3,530 km/h; 2,194 mph
  • 우주왕복선이 지구로 진입할 때의 속력 = 7,800 m/s; 28,000 km/h; 17,500 mph
  • 지구의 평균 공전 속도 = 29,783 m/s; 107,218 km/h; 66,623 mph
  • 진공에서의 빛의 속력 = 299,792,458 m/s (광속의 정의값)

같이 보기

참고 문헌

  • Richard P. Feynman、Robert B. Leighton, Matthew Sands, The Feynman Lectures on Physics（ファインマン物理学）、 Volume I, Section 8-2. Addison-Wesley, Reading, Massachusetts (1963). ISBN 0-201-02116-1.

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