Convertidor de Velocitat

De la Velocitat de Caminar a la Velocitat de la Llum: Dominant la Rapidesa i la Velocitat

Un mapa clar de les unitats de rapidesa a través del transport per carretera, l'aviació, la navegació nàutica, la ciència i els vols espacials. Apreneu com funciona el Mach, com convertir amb confiança i quan és millor cada unitat.

Què Podeu Convertir
Aquest convertidor gestiona més de 60 unitats de rapidesa i velocitat, incloent-hi unitats del SI (m/s, km/h), unitats imperials (mph, ft/s), unitats nàutiques (nusos), unitats aeroespacials (Mach), unitats científiques (velocitat de la llum, velocitats còsmiques) i unitats històriques. Convertiu entre tots els sistemes de mesura per a aplicacions d'automoció, aviació, marítimes, científiques i quotidianes.

Fonaments de la Rapidesa

Rapidesa
Taxa de distància recorreguda en el temps. Base del SI: metre per segon (m/s).

Distància sobre Temps

La rapidesa quantifica com de ràpid canvia la posició: v = distància/temps.

La velocitat inclou la direcció; l'ús quotidià sovint diu "rapidesa".

  • Base del SI: m/s
  • Visualització popular: km/h, mph
  • Nusos al mar i en l'aviació

Mach i Règims

El Mach compara la rapidesa amb la velocitat local del so (varia amb la temperatura/altitud).

Els règims de vol (subsònic → hipersònic) guien el disseny i el rendiment de les aeronaus.

  • Subsònic: Ma < 0.8
  • Transsònic: ≈ 0.8–1.2
  • Supersònic: > 1.2; Hipersònic: > 5

Convencions Nàutiques

La navegació utilitza la milla nàutica (1,852 m) i el nus (1 nmi/h).

Les distàncies i les rapideses s'alineen amb la latitud/longitud per a la cartografia.

  • 1 nus = 1.852 km/h
  • La milla nàutica està lligada a la geometria de la Terra
  • Els nusos són estàndard en l'àmbit marítim i l'aviació
Resums Ràpids
  • Convertiu a través de m/s per a més claredat i precisió
  • El Mach depèn de la temperatura/altitud (velocitat local del so)
  • Utilitzeu nusos al mar/a l'aire; mph o km/h a les carreteres

Per Què Canvia el Mach

Temperatura i Altitud

El Mach utilitza la velocitat local del so, 'a', que depèn de la temperatura de l'aire.

A més altitud (aire més fred), 'a' és més baixa, de manera que la mateixa rapidesa en m/s és un Mach més alt.

  • Nivell del mar (≈15°C): a ≈ 340 m/s
  • 11 km (−56.5°C): a ≈ 295 m/s
  • Mateixa velocitat veritable de l'aire → Mach més alt a més altitud

Regla General

Mach = TAS / a. Especifiqueu sempre les condicions en citar el Mach.

  • TAS: velocitat veritable de l'aire (true airspeed)
  • a: velocitat local del so (depèn de la temperatura)

Referència Ràpida

Senyals de Trànsit Comuns

Límits de velocitat típics (varia segons el país):

  • Urbà: 30–60 km/h (20–40 mph)
  • Rural: 80–100 km/h (50–62 mph)
  • Autopista: 100–130 km/h (62–81 mph)

Velocitat de l'Aire vs Velocitat respecte a Terra

El vent canvia la velocitat respecte a terra però no la velocitat indicada de l'aire.

  • El vent de cara redueix la GS; el vent de cua augmenta la GS
  • L'IAS s'utilitza per al rendiment de l'aeronau
  • Els nusos (kt) són comuns als informes

On Encaixa Cada Unitat

Carretera i Transport

Els senyals de trànsit utilitzen km/h (la majoria de països) o mph (EUA/Regne Unit).

  • El km/h domina a nivell mundial
  • L'mph és comú als EUA/Regne Unit
  • El m/s és preferit en enginyeria

Aviació

Els pilots utilitzen nusos i Mach; la velocitat respecte a terra pot ser en kt o km/h.

  • Velocitat indicada de l'aire vs velocitat veritable de l'aire
  • Mach per a gran altitud
  • kt és la unitat estàndard d'informe

Marítim

La navegació marítima utilitza nusos per a la rapidesa i milles nàutiques per a la distància.

  • 1 nus = 1 nmi/h
  • Els corrents i el vent afecten la velocitat respecte a terra

Ciència i Espai

La física i els vols espacials utilitzen m/s; els valors de referència inclouen la velocitat del so i la velocitat de la llum.

  • c = 299,792,458 m/s
  • Les velocitats orbitals varien amb l'altitud
  • Règims supersònics/hipersònics

Règims de Rapidesa (Aire, Aprox. a Nivell del Mar)

RègimRang de MachContext típic
Subsònic< 0.8Avions de línia, creuer d'aviació general (economia)
Transsònic≈ 0.8 – 1.2Regió d'augment de la resistència; jets d'alta velocitat subsònica
Supersònic> 1.2Concorde, caces supersònics
Hipersònic> 5Vehicles de reentrada, naus experimentals

Aplicacions a la Carretera i el Transport

La mesura de la rapidesa en automoció equilibra els requisits legals, la seguretat i les proves de rendiment a través de diferents estàndards regionals.

  • **Límits de velocitat globals:** Urbà 30–60 km/h (20–37 mph); autopistes 80–130 km/h (50–81 mph); l'Autobahn d'Alemanya té trams sense restriccions
  • **Punts de referència de rendiment:** L'acceleració 0–100 km/h (0–60 mph) és l'estàndard de la indústria; els supercotxes ho aconsegueixen en menys de 3 segons
  • **Control de velocitat:** Els radars de velocitat mesuren la rapidesa utilitzant l'efecte Doppler; la precisió típica és de ±2 km/h (±1 mph)
  • **Velocímetres GPS:** Més precisos que els velocímetres mecànics (que poden indicar un 5–10% més per marges de seguretat)
  • **Circuits de curses:** Els cotxes de F1 arriben als 370 km/h (230 mph); les velocitats màximes estan limitades per les compensacions entre la resistència i la força aerodinàmica descendent
  • **Vehicles elèctrics:** El parell motor instantani permet una acceleració 0–100 km/h més ràpida que els vehicles de combustió interna comparables, tot i tenir sovint velocitats màximes més baixes

Aplicacions en Aviació i Aeroespacial

La mesura de la rapidesa d'una aeronau distingeix entre la velocitat indicada de l'aire (IAS), la velocitat veritable de l'aire (TAS) i la velocitat respecte a terra (GS), que són crítiques per a la seguretat i la navegació.

  • **IAS (Velocitat Indicada de l'Aire):** El que veu el pilot; basat en la pressió dinàmica. S'utilitza per als límits de rendiment de l'aeronau (velocitat de pèrdua, velocitat màxima)
  • **TAS (Velocitat Veritable de l'Aire):** La rapidesa real a través de la massa d'aire; més alta que l'IAS a l'altitud a causa de la menor densitat de l'aire. TAS = IAS × √(ρ₀/ρ)
  • **Velocitat respecte a Terra (GS):** La rapidesa sobre el terra; TAS ± vent. El vent de cua augmenta la GS; el vent de cara la disminueix. Crític per a la navegació i la planificació del combustible
  • **Número de Mach:** El rendiment de l'aeronau canvia dràsticament a prop de Ma = 1 (regió transsònica); es formen ones de xoc, la resistència augmenta bruscament
  • **Creuer d'avió de línia:** Típicament Ma 0.78–0.85 (eficiència òptima de combustible); equival a ≈850–900 km/h (530–560 mph) a l'altitud de creuer
  • **Jets militars:** Velocitat màxima del F-15 Ma 2.5+ (2,655 km/h / 1,650 mph); l'SR-71 Blackbird va mantenir el rècord de Ma 3.3 (3,540 km/h / 2,200 mph)
  • **Velocitats de reentrada:** El Transbordador Espacial entrava a l'atmosfera a Ma 25 (8,000 m/s, 28,000 km/h, 17,500 mph) — l'escalfament extrem requereix protecció tèrmica

Navegació Marítima i Nàutica

La mesura de la rapidesa marítima utilitza nusos i milles nàutiques, unitats lligades directament a la geometria de la Terra per a una navegació fluida en les cartes.

  • **Per què milles nàutiques?** 1 milla nàutica = 1 minut de latitud = 1,852 metres exactament (per acord internacional de 1929). Fa que el traçat a les cartes sigui intuïtiu
  • **Origen dels nusos:** Els mariners utilitzaven una 'corda de corredera' amb nusos lligats a intervals regulars. El nombre de nusos que passaven per la popa en un temps fix = rapidesa en nusos
  • **Velocitats dels vaixells:** Els vaixells portacontenidors naveguen a 20–25 nusos (37–46 km/h); els creuers a 18–22 nusos; el vaixell de passatgers més ràpid (SS United States) va arribar als 38.32 nusos (71 km/h)
  • **Efectes dels corrents:** El Corrent del Golf flueix a 2–5 nusos cap a l'est; els vaixells utilitzen o eviten els corrents per estalviar combustible i temps
  • **Navegació a l'estima:** Navegar seguint la rapidesa i el rumb al llarg del temps. La precisió depèn de la mesura precisa de la rapidesa i la compensació dels corrents
  • **Rapidesa a través de l'aigua vs rapidesa sobre el terra:** El GPS dóna la rapidesa sobre el terra; la corredera mesura la rapidesa a través de l'aigua. La diferència revela la força/direcció del corrent

Aplicacions Científiques i de Física

Les mesures científiques utilitzen m/s i velocitats de referència que defineixen règims físics, des del moviment molecular fins a les velocitats còsmiques.

  • **Velocitat del so (aire, 20°C):** 343 m/s (1,235 km/h, 767 mph). Varia amb √T; augmenta ~0.6 m/s per °C. S'utilitza per definir el número de Mach
  • **Velocitat del so (aigua):** ≈1,480 m/s (5,330 km/h) — 4.3 vegades més ràpid que a l'aire. El sonar i la detecció de submarins es basen en això
  • **Velocitat del so (acer):** ≈5,960 m/s (21,460 km/h) — 17 vegades més ràpid que a l'aire. Les proves per ultrasons l'utilitzen per a la detecció de defectes
  • **Velocitat d'escapament (Terra):** 11.2 km/s (40,320 km/h, 25,000 mph) — velocitat mínima per escapar de la gravetat de la Terra sense propulsió
  • **Velocitat orbital (LEO):** ≈7.8 km/s (28,000 km/h, 17,500 mph) — velocitat orbital de l'Estació Espacial Internacional; equilibra la gravetat amb la força centrífuga
  • **Rotació de la Terra:** L'equador es mou a 465 m/s (1,674 km/h, 1,040 mph) cap a l'est; utilitzat per coets que es llancen cap a l'est per a un impuls de velocitat
  • **Velocitat de la llum (c):** 299,792,458 m/s exactament (per definició). Límit de velocitat universal; res amb massa pot arribar a c. La dilatació del temps es produeix a velocitats relativistes (>0.1c)
  • **Acceleradors de partícules:** El Gran Col·lisionador d'Hadrons accelera protons fins a 0.9999999c (≈299,792,455 m/s) — l'energia augmenta dràsticament a prop de c

Unitats de Rapidesa Històriques i Culturals

  • **Furlong per quinzena:** Unitat humorística = 1 furlong (⅓ de milla) per 14 dies ≈ 0.000166 m/s (0.6 m/h). S'utilitza en acudits de física i en les obres de Douglas Adams
  • **Llegua per hora:** Velocitat de viatge medieval; 1 llegua ≈ 3 milles (4.8 km), així que 1 llegua/h ≈ 1.3 m/s (4.8 km/h) — ritme típic de caminar. Apareix a les novel·les de Jules Verne
  • **Pas romà (passus):** La milla romana = 1,000 passos (≈1.48 km). Les legions en marxa cobrien 20–30 milles romanes/dia (30–45 km/dia, ≈1.5 m/s de mitjana)
  • **Versta per hora (rus):** 1 versta = 1.0668 km; s'utilitzava a la Rússia del segle XIX. Les velocitats dels trens es citaven en verstes/hora (referències a Guerra i Pau)
  • **Li per dia (xinès):** El li tradicional xinès ≈ 0.5 km; els viatges de llarga distància es mesuraven en li/dia. Caravanes de la Ruta de la Seda: 30–50 li/dia (15–25 km/dia)
  • **Nus de l'Almirallat (abans de 1954):** Definició britànica de 6,080 peus/h = 1.85318 km/h (enfront de l'actual 1.852 km/h). La petita diferència causava errors de navegació; es va estandarditzar el 1954

Com Funcionen les Conversions

Mètode de la unitat base
Convertiu a m/s, i després de m/s a l'objectiu. Factors ràpids: km/h ÷ 3.6 → m/s; mph × 0.44704 → m/s; nus × 0.514444 → m/s.
  • m/s × 3.6 → km/h; m/s × 2.23694 → mph
  • Arrodoniu de manera sensata per als informes de carretera/aviació
  • Utilitzeu xifres significatives per al treball científic

Conversions Comuns

Des deAFactorExemple
km/hm/s× 0.27778 (÷ 3.6)90 km/h = 25 m/s
m/skm/h× 3.620 m/s = 72 km/h
mphkm/h× 1.6093460 mph ≈ 96.56 km/h
km/hmph× 0.621371100 km/h ≈ 62.14 mph
nuskm/h× 1.85220 nusos ≈ 37.04 km/h
ft/sm/s× 0.3048100 ft/s ≈ 30.48 m/s

Exemples Ràpids

100 km/h → m/s= 27.78 m/s
60 mph → km/h≈ 96.56 km/h
20 nusos → km/h≈ 37.04 km/h
Ma 0.85 a nivell del mar → m/s≈ 289 m/s (utilitzant 340.29 m/s)

Punts de Referència Quotidians

CosaRapidesa típicaNotes
Caminar4–6 km/h (1.1–1.7 m/s)Ritme casual
Córrer10–15 km/h (2.8–4.2 m/s)Recreatiu
Anar en bicicleta (ciutat)15–25 km/hDesplaçament
Trànsit a la ciutat20–40 km/hHora punta
Autopista90–130 km/hPer país
Tren d'alta velocitat250–320 km/hLínies modernes
Avió de línia (creuer)800–900 km/hMa ≈ 0.78–0.85
Guepard (esprint)80–120 km/hEsclats curts

Fets Sorprenents sobre la Rapidesa

0–100 vs 0–60

L'acceleració dels cotxes es cita com a 0–100 km/h o 0–60 mph — són gairebé el mateix punt de referència.

Per què nusos?

Els nusos provenen de comptar els nusos d'una corda al llarg del temps — un velocímetre primerenc dels mariners.

El so canvia

La velocitat del so no és constant — disminueix en aire més fred, de manera que el Mach canvia amb l'altitud.

Llamp vs velocitat de la llum

El traçador d'un llampec viatja a ~75,000 m/s (270,000 km/h) — impressionantment ràpid! Però la llum encara és 4,000 vegades més ràpida a 300,000 km/s. Per això veieu el llampec abans de sentir el tro: la llum us arriba gairebé a l'instant, el so triga ~3 segons per quilòmetre.

Furlongs per quinzena

Una unitat humorística estimada pels físics: 1 furlong (660 peus) per quinzena (14 dies) = 0.000166 m/s = 0.6 m/hora. A aquesta rapidesa, viatjaríeu 1 metre en 100 minuts. Perfecte per mesurar la deriva continental (que es mou a ≈1–10 cm/any)!

La Terra gira més ràpid que el so

L'equador de la Terra gira a 465 m/s (1,674 km/h, 1,040 mph) — més ràpid que la velocitat del so! La gent a l'equador es mou per l'espai a velocitats supersòniques sense sentir-ho. Per això els coets es llancen cap a l'est: un impuls de velocitat gratuït de 465 m/s!

Els satèl·lits GPS volen ràpid

Els satèl·lits GPS orbiten a ≈3,900 m/s (14,000 km/h, 8,700 mph). A aquesta rapidesa, la relativitat d'Einstein importa: els seus rellotges van 7 microsegons/dia MÉS LENTS (dilatació del temps per velocitat) però 45 µs/dia MÉS RÀPIDS (dilatació del temps gravitacional en un camp més feble). Net: +38 µs/dia — es requereixen correccions per a un posicionament precís!

Sonda Solar Parker: L'objecte humà més ràpid

La Sonda Solar Parker va assolir 163 km/s (586,800 km/h, 364,600 mph) durant la seva aproximació més propera al Sol el 2024 — prou ràpid per volar de Nova York a Tòquio en menys d'1 minut! Això és el 0.05% de la velocitat de la llum. Arribarà als 200 km/s (720,000 km/h) en futures passades.

Rècords i Extrems

RècordRapidesaNotes
Humà més ràpid (Usain Bolt 100m)≈ 44.7 km/h (12.4 m/s)Rapidesa màxima durant l'esprint
Rècord mundial de velocitat terrestre (ThrustSSC)> 1,227 km/hCotxe supersònic (1997)
Tren més ràpid (prova)603 km/hJR Maglev (Japó)
Aeronau més ràpida (tripulada)> 3,500 km/hX‑15 (avió coet)
Nau espacial més ràpida (Sonda Solar Parker)> 600,000 km/hPas pel periheli

Una Breu Història de la Mesura de la Rapidesa

  • Segle XVII
    S'utilitzava una corda de corredera amb nusos al mar per estimar la rapidesa
  • Segle XX
    Els velocímetres dels automòbils esdevenen comuns
  • 1947
    Primer vol supersònic (Bell X‑1)
  • 1969
    Primer vol del Concorde (avió de línia supersònic)
  • 1997
    El ThrustSSC trenca la barrera del so a terra

Consells Professionals

Consells Professionals
  • Trieu la unitat per al vostre públic: km/h o mph per a carreteres; nusos per a l'aire/mar; m/s per a la ciència
  • Convertiu a través de m/s per evitar la deriva de l'arrodoniment
  • Citeu el Mach amb context (altitud/temperatura)
  • Arrodoniu raonablement per a la llegibilitat (p. ex., 96.56 → 97 km/h)

Catàleg d'Unitats

Mètric (SI)

UnitatSímbolMetres per segonNotes
quilòmetre per horakm/h0.277778Senyals de trànsit i especificacions de vehicles.
metre per segonm/s1Unitat base del SI per a la rapidesa; ideal per al càlcul.
centímetre per segoncm/s0.01Fluxos lents i entorns de laboratori.
quilòmetre per segonkm/s1,000Escales orbitals/astronòmiques.
micròmetre per segonµm/s0.000001Moviment a microescala (µm/s).
mil·límetre per segonmm/s0.001Moviment de precisió i actuadors.

Imperial / US

UnitatSímbolMetres per segonNotes
peu per segonft/s0.3048Balística, esports, enginyeria.
milla per horamph0.44704Carreteres dels EUA/Regne Unit; automoció.
peu per horaft/h0.0000846667Deriva/sedimentació molt lenta.
peu per minutft/min0.00508Ascensors, cintes transportadores.
polzada per minutin/min0.000423333Velocitats d'avanç en la fabricació.
polzada per segonin/s0.0254Mecanitzat, petits mecanismes.
iarda per horayd/h0.000254Moviment molt lent.
iarda per minutyd/min0.01524Cintes transportadores de baixa velocitat.
iarda per segonyd/s0.9144Cronometratge en atletisme; històric.

Nàutic

UnitatSímbolMetres per segonNotes
nuskn0.5144441 nmi/h; estàndard marítim i d'aviació.
nus d'almirallatadm kn0.514773Definició històrica del nus al Regne Unit.
milla nàutica per horanmi/h0.514444Expressió formal del nus.
milla nàutica per segonnmi/s1,852Extremadament ràpid (contextos teòrics).

Científic / Physics

UnitatSímbolMetres per segonNotes
Mach (nivell del mar)Ma340.29Mach (conv. a nivell del mar ≈ 340.29 m/s).
velocitat de la llumc3.00e+8Velocitat de la llum en el buit.
velocitat orbital de la Terrav⊕29,780Velocitat orbital de la Terra al voltant del Sol ≈ 29.78 km/s.
primera velocitat còsmicav₁7,900Primera velocitat còsmica (orbital LEO) ≈ 7.9 km/s.
Mach (estratosfera)Ma strat295.046Mach (estratosfera a ~11 km d'altitud, −56.5°C).
velocitat de la Via Làctiav MW552,000Moviment de la Via Làctia ≈ 552 km/s (marc del CMB).
segona velocitat còsmicav₂11,200Segona velocitat còsmica (escapament de la Terra) ≈ 11.2 km/s.
velocitat del sistema solarv☉220,000Moviment del sistema solar ≈ 220 km/s (galàctic).
velocitat (balística)v1Marcador de posició per a la rapidesa balística (sense unitat).
velocitat del so en l'airesound343Velocitat del so a l'aire ≈ 343 m/s (20°C).
velocitat del so en l'acersound steel5,960So a l'acer ≈ 5,960 m/s.
velocitat del so en l'aiguasound H₂O1,481So a l'aigua ≈ 1,481 m/s (20°C).
tercera velocitat còsmicav₃16,700Tercera velocitat còsmica (escapament solar) ≈ 16.7 km/s.

Aeroespacial

UnitatSímbolMetres per segonNotes
quilòmetre per minutkm/min16.6667Aviació/coeteria d'alta velocitat.
Mach (gran altitud)Ma HA295.046Mach a gran altitud (menor 'a').
milla per minutmi/min26.8224Informes d'aeronaus d'alta velocitat.
milla per segonmi/s1,609.34Velocitats extremes (meteors, coets).

Històric / Cultural

UnitatSímbolMetres per segonNotes
furlong per quinzenafur/fn0.00016631Unitat humorística; ≈ 0.0001663 m/s.
llegua per horalea/h1.34112Ús en la literatura històrica.
llegua per minutlea/min80.4672Referència històrica d'alta velocitat.
pas romà per horapace/h0.000411111Pas romà/hora; històric.
versta per horaverst/h0.296111Unitat històrica russa/europea.

Preguntes Freqüents

Mach vs nusos vs mph — quin hauria d'utilitzar?

Utilitzeu nusos en aviació/marítim. Utilitzeu km/h o mph a les carreteres. Utilitzeu Mach per als embolcalls de vol a gran altitud/alta velocitat.

Per què el Mach no té un únic valor en m/s?

El Mach és relatiu a la velocitat local del so, que depèn de la temperatura i l'altitud. Mostrem aproximacions a nivell del mar quan és útil.

És millor m/s que km/h o mph?

Per als càlculs, sí (base del SI). Per a la comunicació, km/h o mph són més llegibles segons l'audiència i la localitat.

Com puc convertir km/h a mph?

Multipliqueu per 0.621371 (o dividiu per 1.60934). Exemple: 100 km/h × 0.621 = 62.1 mph. Regla ràpida: dividiu per 1.6.

Quina diferència hi ha entre rapidesa i velocitat?

La rapidesa és només la magnitud (com de ràpid). La velocitat inclou la direcció (vector). En l'ús quotidià, 'rapidesa' és comú per a ambdós conceptes.

Per què els vaixells i els avions utilitzen nusos?

Els nusos (milles nàutiques per hora) s'alineen amb els graus de latitud/longitud a les cartes. 1 milla nàutica = 1 minut de latitud = 1,852 metres.

Com de ràpida és la velocitat del so?

Aproximadament 343 m/s (1,235 km/h, 767 mph) a nivell del mar i 20°C. Varia amb la temperatura i l'altitud.

Què és Mach 1?

Mach 1 és la velocitat del so en les condicions locals de l'aire. A nivell del mar (15°C), Mach 1 ≈ 1,225 km/h (761 mph, 340 m/s).

Directori Complet d'Eines

Totes les 71 eines disponibles a UNITS

Filtra per:
Categories: