速度のソースを表示

{{物理量
| 名称 = 
| 英語 = velocity
| 画像 =
| 記号 = ''v'', ''u''
| 次元 = [[長さ|L]] [[時間|T]] {{sup-|1}}
| 階 = ベクトル
| SI = [[メートル毎秒]] (m/s) [[SI組立単位]]
| CGS = [[センチメートル毎秒]] (cm/s)
| MTS =
| FPS =  [[フィート毎秒]] (ft/s)
| MKSG =
| CGSG =
| FPSG =
| プランク = [[光速度]] (''c'')
| 原子 =
}}{{古典力学}}
'''速度'''（そくど、{{lang-en-short|velocity}}）は、[[単位時間]]当たりの[[物体]]の[[位置]]の変化量である（位置の[[時間微分]]<ref group="注釈"> 物体の位置の、各時間の点での変化の[[割合]]</ref>）。

== 速度の単位 ==
[[国際単位系]](SI)における、[[一貫性 (単位系)]]のある単位は、[[メートル毎秒]](m/s)である。[[国際単位系国際文書]]においては、[[組立量]]は、「[[速さ]]、速度」<ref>国際単位系（SI）第9版（2019）、p.108 表5</ref>（英語版では、speed, velocity<ref>[https://www.bipm.org/documents/20126/41483022/SI-Brochure-9.pdf/fcf090b2-04e6-88cc-1149-c3e029ad8232 The International System of Units] p.139、Table 5.、Derived quantityとして、「speed, velocity」とある。</ref>）としている。

ただし、日本の[[計量法]]では、「速さ」のみを[[法定計量単位#物象の状態の量|物象の状態の量]]（[[物理量]]と考えてよい。）としており、「速度」は採用していない<ref>[https://laws.e-gov.go.jp/document?lawid=404AC0000000051&keyword=%E8%A8%88%E9%87%8F%E6%B3%95 計量法] 第2条第1項第1号
</ref><ref>[https://laws.e-gov.go.jp/document?lawid=404CO0000000357_20190520_501CO0000000006&keyword=%E8%A8%88%E9%87%8F%E5%8D%98%E4%BD%8D%E4%BB%A4 計量単位令] 別表第1、項番14。</ref>。

== 速度と速さ ==
日常語としての「速度」と「速さ」はほとんど区別なく使われている。この場合の速さは、動いている物体が一定時間あたりに進む[[距離]]のことを指す。これは移動距離を経過時間で割ったもの
: [平均の速さ] = [移動距離] ÷ [経過時間]
として求めることができ、[[時速]]、分速などの[[単位]]が用いられる。

これに対して、[[物理学]]においては、[[速さ]]（{{lang-en|speed}}）と速度（{{en|velocity}}）を区別することがある。'''速度'''とは、一義的には[[力学]]における[[質点]]の[[運動 (物理学)|運動]]を表し、運動している質点の単位[[時間]]あたりの[[変位]]、およびその方向を表す[[ベクトル量]]である。よって、ベクトルであることを強調する際には、速度を'''速度ベクトル'''と呼ぶ。一方、'''速さ'''とは、速度の大きさ（厳密には[[絶対値]]）を表す[[スカラー量]]である。この意味で日常語として使われる速さと同義である。<ref>{{cite book|last=Wilson|first=Edwin Bidwell|title=Vector analysis: a text-book for the use of students of mathematics and physics, founded upon the lectures of J. Willard Gibbs|year=1901|pages=125|url=https://hdl.handle.net/2027/mdp.39015000962285?urlappend=%3Bseq=149}}</ref>

例として東向きを正に取ると、自動車が一定速度で東の方向に走り、1 時間で 60 km 移動した場合、車の速度は「東向きに（+）時速 60 km」となり、車の速さは「時速 60 km」となる。また例えば、マラソン選手が西向きに 40 km を 2 時間で走った場合、そのマラソン選手の速さは 20 km/h、または時速 20 km と表されるが、速度は「西向きに（-）20 km/h」となる。

== 類似の概念 ==
着目する[[現象]]が[[時間]]的に[[変化]]している場合に、その現象の単位時間あたりの変化量（[[時間微分]]）に対して「速度」という言葉が用いられることがある。
{{div col}}
* [[面積速度一定の法則|面積速度]]
* [[角速度]]
* [[気化]]速度
* [[反応速度]]
* [[膨張]]速度
{{div col end}}
など種々の速度の[[概念]]が[[定義]]される。各種[[物理量]]の速度には特別な名称が付けられていることがあり、[[馬力]]、[[仕事率]]、[[躍度]]などがある。

物体の運動やその[[安定性理論|安定性]]を記述する際、最初の状態における速度がしばしば問題になる（[[初期値問題]]）。この初めの速度のことを'''初速度'''{{en|（initial velocity）}}という。

速度に対して抵抗を受けて変化するとき、平衡となって一定となった速度を[[終端速度]]{{en|（terminal velocity）}}という。

== 角速度 ==
{{main|角速度}}
[[質点]]は大きさを持たないが、一般の[[物体]]は大きさを持つため、[[回転]]運動が定義される。単位時間当たりの回転量を角速度という。2次元空間（[[平面]]）では、回転面は 1 つだけなので、スカラー量である。3次元空間においては回転の中心が進む方向に対して[[右ねじ]]の向きを正とするベクトル量として定義される。

== 平均速度と瞬間速度 ==
=== 平均速度 ===
単位時間当たりの変化量、すなわち[対象の変化量] ÷ [経過時間]によって求められる速度は'''平均速度'''（あるいは平均速度ベクトル）と呼ばれる。

例えば物体の運動について、ある時刻''t''<sub>1</sub>における物体の[[位置ベクトル]]を'''''x'''''<sub>1</sub>、時刻''t''<sub>2</sub>のときの物体の位置ベクトルを'''''x'''''<sub>2</sub>とすると、この時間区分における物体の平均速度<math>\bar{\boldsymbol{v}}</math>は、
: <math>\bar{\boldsymbol{v}} = {{\boldsymbol{x}_2 - \boldsymbol{x}_1}\over{t_2 -t_1}}</math>
で表される。

また、この平均速度の大きさを'''平均の速さ'''と呼ぶ。

===瞬間速度===
平均速度を観測する際に、時間区分''t''<sub>2</sub> -''t''<sub>1</sub>を十分小さくし 0 に近づけていくとき、各時点における速度とみなせるものが観測でき、これを時刻''t''における'''瞬間速度'''<ref>{{lang-en-short|instant velocity}}</ref>と呼ぶ。

時刻''t''、物体の座標'''''x'''''の変化量をそれぞれ&Delta;''t'' , &Delta;'''''x'''''とすると、瞬間速度'''''v'''''は、
: <math>\boldsymbol{v}  = 
  \lim_{\Delta t \to 0}{\Delta\boldsymbol{x} \over \Delta t}
  \equiv {d\boldsymbol{x} \over dt}
</math>
と表される。

また、この瞬間速度の大きさを'''瞬間の速さ'''と呼ぶ。

中辺は平均速度に対し時間区分の長さを 0 とする[[極限]]をとったものである。つまり物体の瞬間速度とは、その物体の位置座標を時間''t''の[[関数 (数学)|関数]]'''''x''''' (''t'' )とみなしたとき、それを時間''t''について[[微分]]したものである。

通常は、瞬間速度のことを指して単に速度と呼ぶことが多い。また例えば、瞬間速度の微分（すなわち速度変化の瞬間速度）として[[加速度]]を考えることができる。

== 算数における速さ ==
日本の小学校における[[算数]]教育の授業では前述の「平均速度」の式（速度＝距離÷時間）を習う。式変形は習っていないので距離と時間を求める式は別の公式として習得する。

この三つの公式を覚えるための方法として、「'''は・じ・き'''（速さ、時間、距離）」「'''み・は・じ'''（道のり、速さ、時間）」として、教科書では頻繁に使われ、「はじきの法則」と呼ばれる<ref>{{Cite journal|和書|author=松岡隆, 佐伯昭彦, 秋田美代 |date=2013-12 |url=https://hdl.handle.net/2433/195410 |title=小学校教員養成における教科専門科目「算数」の教材例 (数学教師に必要な数学能力とその育成法に関する研究) |journal=数理解析研究所講究録 |ISSN=1880-2818 |publisher=京都大学数理解析研究所 |volume=1867 |pages=89-97 |hdl=2433/195410 |CRID=1050564285761501056 |quote=p.91（円グラフ様の図がある。}}</ref>。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
=== 注釈 ===
{{Notelist}}
=== 出典 ===
{{Reflist}}

== 関連項目 ==
{{Wiktionary}}
* [[速さ]]
* [[単位時間]]
* [[運動量]]
* [[加速度]]
* [[躍度]]
* [[加加加速度]]
* [[根二乗平均速度]]
* [[等速度運動]]
* [[速さの比較]]
* [[慣性]]
* [[表定速度]]
* [[スピード]]

== 外部リンク ==
* [https://unit.aist.go.jp/nmij/public/report/SI_9th/pdf/SI_9th_日本語版_r.pdf] {{Cite book |和書 |author=BIPM|authorlink=BIPM |date=2020-03 | translator = [[産業技術総合研究所]] 計量標準総合センター|title=国際単位系（SI）第9版（2019）日本語版 |publisher=産業技術総合研究所 計量標準総合センター |page= |id= |isbn= |ref=国際単位系（SI）第9版（2019） |quote= }}
* [https://keisan.casio.jp/exec/system/1163740120 等速度運動速度計算｜高精度計算サイト]
* [https://www.sokudo-keisan.com/ 速度計算ナビ]
* [https://www5d.biglobe.ne.jp/Jusl/SmartJitutomo/sokudokyorijikan.html 速度と時間・距離の関係｜実務の友]
* [https://tools.m-bsys.com/calculators/speed.php 速度計算機]
* [https://www.orientalmotor.co.jp/tech/support_tool/speed/ 速度換算｜オリエンタルモーター株式会社]

{{古典力学のSI単位}}

{{Normdaten}}
{{DEFAULTSORT:そくと}}
[[Category:速度|*]]
[[Category:物理量]]
[[Category:物理学]]
[[Category:初等数学]]
[[Category:和製漢語]]
[[Category:哲学の和製漢語]]
[[Category:ベクトル]]

[[fr:Vitesse]]