평균 속도란?
평균 속도는 물체의 전체 변위를 걸린 전체 시간으로 나눈 값입니다. 속력(speed)과 달리 속도(velocity)는 크기와 방향을 모두 갖는 벡터량이라는 점이 중요합니다. 값이 양수이면 양의 방향으로, 음수이면 반대 방향으로 이동했음을 뜻합니다. 이 계산기는 단위만 서로 일치하면 어떤 단위계에서도 사용할 수 있으며, 기본값은 미터와 초를 기준으로 하여 결과를 미터/초(m/s) 단위로 보여 줍니다.
계산기 사용 방법
먼저 물체의 초기 위치(\(x_i\))와 최종 위치(\(x_f\))를 미터 단위로 입력한 뒤, 초기 시간(\(t_i\))과 최종 시간(\(t_f\))을 초 단위로 입력하세요. 그러면 변위 \(\Delta x\)와 경과 시간 \(\Delta t\)를 구한 다음 이를 나누어 평균 속도를 계산해 줍니다. 이때 최종 시간이 초기 시간과 달라야 한다는 점에 주의하세요. 시간 간격이 0이면 값을 정의할 수 없습니다.
공식 자세히 보기
사용되는 식은 $$v_{avg} = \frac{\Delta x}{\Delta t} = \frac{x_f - x_i}{t_f - t_i}$$ 입니다. 분자는 위치의 순변화량(즉 이동한 총 거리가 아니라 변위)이고, 분모는 시간의 변화량입니다. 변위는 음수가 될 수 있으므로, 결과의 부호를 보면 전체적인 이동 방향을 알 수 있습니다.
예제로 풀어 보기
어떤 자동차가 0초일 때 위치 0 m에서 출발해 10초일 때 100 m 지점에 도달했다고 가정해 봅시다. 변위 \(= 100 - 0 = 100 \text{ m}\), 시간 간격 \(= 10 - 0 = 10 \text{ s}\) 입니다. 따라서 평균 속도 $$v_{avg} = \frac{100}{10} = 10 \text{ m/s}$$ 가 됩니다.
속도 단위 변환
평균 속도는 SI 단위로 초당 미터(m/s)로 계산되지만, 종종 다른 단위로 보고됩니다. 아래 표는 가장 일반적인 속도 단위에 대한 정확한 변환 계수와 반올림된 변환 계수를 제공합니다. 기본 관계는 \(1\ \text{m/s} = 3.6\ \text{km/h}\)입니다(1시간에는 3600초가 있고 1킬로미터에는 1000미터가 있으므로).
| 단위 변환 | m/s | km/h | mph | ft/s | knots |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 m/s | 1 | 3.6 | 2.23694 | 3.28084 | 1.94384 |
| 1 km/h | 0.27778 | 1 | 0.62137 | 0.91134 | 0.53996 |
| 1 mph | 0.44704 | 1.60934 | 1 | 1.46667 | 0.86898 |
| 1 ft/s | 0.30480 | 1.09728 | 0.68182 | 1 | 0.59248 |
| 1 knot | 0.51444 | 1.85200 | 1.15078 | 1.68781 | 1 |
단일 값에 대한 완성된 등가 관계: 1 m/s의 속도는 정확히 3.6 km/h와 같고, 대략 2.237 mph, 약 3.281 ft/s, 대략 1.944 knots와 같습니다. 이 계산기의 결과를 km/h로 변환하려면 m/s 값에 3.6을 곱하십시오. mph로 변환하려면 2.23694를 곱하십시오.
예를 들어, 10 m/s의 평균 속도는 \(10 \times 3.6 = 36\ \text{km/h}\)이고 \(10 \times 2.23694 \approx 22.37\ \text{mph}\)입니다.
자주 묻는 질문
평균 속도와 평균 속력은 같은가요? 아닙니다. 평균 속력은 이동한 총 거리를 사용하지만, 평균 속도는 순변위를 사용합니다. 이동 방향이 도중에 바뀌는 운동이라면 두 값은 서로 달라집니다.
결과가 음수로 나올 수 있나요? 네. 평균 속도가 음수라는 것은 물체의 순이동이 설정한 좌표축의 음의 방향으로 일어났다는 의미입니다.
어떤 단위를 사용하나요? 화면 라벨에는 미터와 초(m/s)가 표시되지만, 단위만 일치하면 어떤 단위계로도 계산할 수 있습니다. 입력한 단위에 맞게 결과를 해석하면 됩니다.
