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输入计算

数学公式

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结果

平均速度
60
距离单位/小时
总路程 180
总时间(小时) 3

这个计算器能做什么

本计算器用于求出你在两段独立行程(或一次旅程的两个路段)上的真实平均速度。关键在于:平均速度并不是两个速度的算术平均,而是总路程除以总时间。如果只是把两段的速度简单取平均,除非两段所花的时间恰好相等,否则得到的结果都是错的。

如何使用

分别输入两段行程的距离和时间。距离可使用任意单位(英里、公里、米),只要前后一致即可;时间统一以「小时」为单位输入。计算结果会以「该距离单位/小时」表示。计算器还会显示合计的总路程和总时间,方便你核对输入是否正确。

公式详解

计算公式为:

$$\text{平均速度} = \frac{d_1 + d_2}{t_1 + t_2}$$

其中 \(d_1\)、\(d_2\) 是两段距离,\(t_1\)、\(t_2\) 是两段时间。把距离相加得到总行程,把时间相加得到总耗时,再相除即可。这种算法会按每段实际花费的时间进行加权,正因如此,它与两个速度的简单平均不同。

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展示两段行程合并为总路程除以总时间的示意图
平均速度是总路程除以总时间,而不是两个速度的平均值。

实例演算

假设你先用 1 小时行驶 60 英里,再用 2 小时行驶 120 英里。总路程 \(= 60 + 120 = 180\) 英里;总时间 \(= 1 + 2 = 3\) 小时;平均速度 \(= 180 / 3 =\) 60 英里/小时。这里碰巧等于 60 与 60 的平均纯属偶然。再试一组:先以 90 英里/小时跑 1 小时,再以 30 英里/小时跑 1 小时,总计 2 小时行驶 120 英里 \(= 60\) 英里/小时——这次能与简单平均吻合,只是因为两段时间相等。

两辆车以不同距离和时间行驶,合并为一个整体速度值
示例解析:距离和时间各不相同的两段行程得出一个真正的整体速度。

情景比较

一个常见的错误是直接对两段速度求平均。真正的平均速度总是总距离÷总时间,它按花费的时间权衡每段——而不是按距离。下表显示三个现实的两段行程情况。每段速度计算为距离÷时间,"简单平均值"是 \((s_1 + s_2)/2\),"真实平均值"是 \((d_1+d_2)/(t_1+t_2)\)。

情景 行程1 (d1 / t1) 行程2 (d2 / t2) 段速度 速度的简单平均值 真实平均值(总和/总数)
时间相等 30 mi / 1 h 60 mi / 1 h 30 & 60 mph 45.0 mph 45.0 mph
较长的慢段 120 mi / 3 h 60 mi / 1 h 40 & 60 mph 50.0 mph 45.0 mph
较长的快段 30 mi / 1 h 180 mi / 3 h 30 & 60 mph 45.0 mph 52.5 mph

注意,两个速度的简单平均值等于真实平均值仅当两个时间相等时(第一行)。只要一段花费更长时间,真实平均值就会向那段的速度移动——这就是为什么总距离/总时间是正确的方法。

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速度单位转换表

计算出平均速度后,您可能希望以不同的单位表示。精确的关系是:1 mph = 1.609344 km/h = 0.44704 m/s,1 km/h = 0.277778 m/s,和 1 knot = 1 nautical mile per hour = 1.852 km/h 精确。

从1个单位 = mph = km/h = m/s = knots
1 mph 1 1.60934 0.44704 0.86898
1 km/h 0.62137 1 0.27778 0.53996
1 m/s 2.23694 3.6 1 1.94384
1 knot 1.15078 1.852 0.51444 1

计算出的等价值:

  • 45 mph的平均速度 = \(45 \times 1.60934 = 72.42\) km/h = \(45 \times 0.44704 = 20.12\) m/s。
  • 100 km/h的巡航速度 = \(100 \times 0.62137 = 62.14\) mph = \(100 \times 0.27778 = 27.78\) m/s。
  • 10 m/s的速度 = \(10 \times 3.6 = 36\) km/h = \(10 \times 2.23694 = 22.37\) mph。
  • 20节的速度 = \(20 \times 1.15078 = 23.02\) mph = \(20 \times 1.852 = 37.04\) km/h。

常见问题

为什么平均速度不等于两个速度的平均? 因为时间起决定作用。持续时间更长的慢速路段,对整体速度的拉低作用,要大于时间短暂的快速路段。只有当两段所用时间相同时,简单平均才会恰好相等。

可以用公里吗? 可以——任何距离单位都行,只要两段行程使用同一单位即可,结果就会以「该单位/小时」表示。

如果某段行程时间为零怎么办? 行程时间为零在现实中没有意义;当总时间为零时,计算器会返回 0,以避免除以零。

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