속도 변환기
걸음 속도에서 광속까지: 속력과 속도 마스터하기
도로 교통, 항공, 해상 항법, 과학, 우주 비행에서의 속력 단위에 대한 명확한 지도. 마하가 어떻게 작동하는지, 자신감 있게 변환하는 방법, 그리고 각 단위가 언제 가장 적합한지 배우세요.
속력의 기초
시간에 따른 거리
속력은 위치가 얼마나 빨리 변하는지를 정량화합니다: v = 거리/시간.
속도는 방향을 포함합니다. 일상적인 사용에서는 종종 "속력"이라고 말합니다.
- SI 기본 단위: m/s
- 일반적인 표시: km/h, mph
- 해상 및 항공에서의 노트
마하와 영역
마하는 속력을 국소 음속과 비교합니다(온도/고도에 따라 다름).
비행 영역(아음속 → 극초음속)은 항공기 설계 및 성능을 안내합니다.
- 아음속: Ma < 0.8
- 천음속: ≈ 0.8–1.2
- 초음속: > 1.2; 극초음속: > 5
해상 관례
항해에서는 해리(1,852m)와 노트(1nmi/h)를 사용합니다.
거리와 속력은 해도 작성을 위해 위도/경도와 일치합니다.
- 1노트 = 1.852 km/h
- 해리는 지구의 기하학과 관련이 있습니다
- 노트는 해상 및 항공에서 표준입니다
- 명확성과 정확성을 위해 m/s를 통해 변환하세요
- 마하는 온도/고도(국소 음속)에 따라 달라집니다
- 바다/공중에서는 노트를, 도로에서는 mph 또는 km/h를 사용하세요
마하가 변하는 이유
온도와 고도
마하는 공기 온도에 따라 달라지는 국소 음속 'a'를 사용합니다.
더 높은 고도(차가운 공기)에서는 'a'가 낮아지므로 동일한 m/s는 더 높은 마하가 됩니다.
- 해수면(약 15°C): a ≈ 340 m/s
- 11 km(-56.5°C): a ≈ 295 m/s
- 동일한 진 대기 속도 → 고도에서 더 높은 마하
경험 법칙
마하 = TAS / a. 마하를 인용할 때는 항상 조건을 명시하세요.
- TAS: 진 대기 속도(true airspeed)
- a: 국소 음속(온도에 따라 다름)
빠른 참조
일반적인 도로 표지판
일반적인 속도 제한(국가별로 다름):
- 도시: 30–60 km/h(20–40 mph)
- 농촌: 80–100 km/h(50–62 mph)
- 고속도로: 100–130 km/h(62–81 mph)
대기 속도 vs 대지 속도
바람은 대지 속도를 바꾸지만 지시 대기 속도는 바꾸지 않습니다.
- 맞바람은 GS를 낮추고, 뒷바람은 GS를 높입니다
- IAS는 항공기 성능에 사용됩니다
- 보고서에서는 노트(kt)가 일반적입니다
각 단위가 적합한 곳
도로 및 교통
도로 표지판은 km/h(대부분의 국가) 또는 mph(미국/영국)를 사용합니다.
- km/h는 전 세계적으로 우세합니다
- mph는 미국/영국에서 일반적입니다
- m/s는 공학에서 선호됩니다
항공
조종사는 노트와 마하를 사용합니다. 대지 속도는 kt 또는 km/h일 수 있습니다.
- 지시 대기 속도 vs 진 대기 속도
- 고고도용 마하
- kt는 표준 보고 단위입니다
해상
해상 항해는 속력에 노트, 거리에 해리를 사용합니다.
- 1노트 = 1해리/시
- 해류와 바람은 대지 속도에 영향을 미칩니다
과학 및 우주
물리학 및 우주 비행은 m/s를 사용합니다. 기준값에는 음속과 광속이 포함됩니다.
- c = 299,792,458 m/s
- 궤도 속도는 고도에 따라 다릅니다
- 초음속/극초음속 영역
속력 영역(공기, 해수면 근사치)
| 영역 | 마하 범위 | 일반적인 상황 |
|---|---|---|
| 아음속 | < 0.8 | 여객기, 일반 항공 순항(경제성) |
| 천음속 | ≈ 0.8 – 1.2 | 항력 상승 영역; 고아음속 제트기 |
| 초음속 | > 1.2 | 콩코드, 초음속 전투기 |
| 극초음속 | > 5 | 재진입체, 실험용 비행체 |
도로 및 교통 응용
자동차 속도 측정은 다양한 지역 표준에 걸쳐 법적 요구 사항, 안전 및 성능 테스트의 균형을 맞춥니다.
- **전 세계 속도 제한:** 도시 30–60 km/h(20–37 mph); 고속도로 80–130 km/h(50–81 mph); 독일의 아우토반에는 무제한 구간이 있습니다
- **성능 기준:** 0–100 km/h(0–60 mph) 가속도는 업계 표준입니다. 슈퍼카는 이를 3초 이내에 달성합니다
- **속도 단속:** 레이더 건은 도플러 효과를 사용하여 속력을 측정합니다. 일반적인 정확도는 ±2 km/h(±1 mph)입니다
- **GPS 속도계:** 기계식 속도계보다 더 정확합니다(안전 마진을 위해 5–10% 더 높게 표시될 수 있음)
- **경주 서킷:** F1 차량은 370 km/h(230 mph)에 도달합니다. 최고 속도는 항력, 다운포스 트레이드오프에 의해 제한됩니다
- **전기 자동차:** 순간적인 토크는 종종 최고 속도가 낮음에도 불구하고 유사한 ICE 차량보다 더 빠른 0–100 km/h를 가능하게 합니다
항공 및 항공우주 응용
항공기 속도 측정은 지시 대기 속도(IAS), 진 대기 속도(TAS) 및 대지 속도(GS)를 구별하며 안전 및 항법에 매우 중요합니다.
- **IAS(지시 대기 속도):** 조종사가 보는 것; 동압에 기반합니다. 항공기 성능 제한(실속 속도, 최대 속도)에 사용됩니다
- **TAS(진 대기 속도):** 공기 덩어리를 통과하는 실제 속력; 공기 밀도가 낮기 때문에 고도에서 IAS보다 높습니다. TAS = IAS × √(ρ₀/ρ)
- **대지 속도(GS):** 지상에서의 속력; TAS ± 바람. 뒷바람은 GS를 증가시키고, 맞바람은 감소시킵니다. 항법 및 연료 계획에 중요합니다
- **마하 수:** 항공기 성능은 Ma = 1(천음속 영역) 근처에서 극적으로 변합니다. 충격파가 형성되고 항력이 급격히 증가합니다
- **여객기 순항:** 일반적으로 Ma 0.78–0.85(최적의 연료 효율); 순항 고도에서 약 850–900 km/h(530–560 mph)와 같습니다
- **군용기:** F-15 최대 속도 Ma 2.5+(2,655 km/h / 1,650 mph); SR-71 블랙버드는 Ma 3.3(3,540 km/h / 2,200 mph) 기록을 보유했습니다
- **재진입 속도:** 우주 왕복선은 Ma 25(8,000 m/s, 28,000 km/h, 17,500 mph)에서 대기권에 진입했습니다 — 극심한 가열에는 열 보호가 필요합니다
해상 및 항해
해상 속도 측정은 노트와 해리를 사용하며, 이는 원활한 해도 항법을 위해 지구의 기하학에 직접 연결된 단위입니다.
- **왜 해리인가?** 1해리 = 위도 1분 = 정확히 1,852미터(1929년 국제 협약에 따름). 해도 작도를 직관적으로 만듭니다
- **노트의 기원:** 선원들은 일정한 간격으로 매듭을 묶은 '로그 라인'을 사용했습니다. 정해진 시간 동안 선미를 통과하는 매듭 수 = 노트 단위의 속력
- **선박 속력:** 컨테이너선은 20–25노트(37–46 km/h)로 순항합니다. 유람선은 18–22노트. 가장 빠른 여객선(SS 유나이티드 스테이츠)은 38.32노트(71 km/h)에 도달했습니다
- **해류 효과:** 걸프 스트림은 동쪽으로 2–5노트로 흐릅니다. 선박은 연료와 시간을 절약하기 위해 해류를 이용하거나 피합니다
- **추측 항법:** 시간 경과에 따른 속력과 방향을 추적하여 항해합니다. 정확도는 정확한 속력 측정과 해류 보상에 따라 달라집니다
- **대수 속도 vs 대지 속도:** GPS는 대지 속도를 제공합니다. 로그는 대수 속도를 측정합니다. 그 차이가 해류의 세기/방향을 나타냅니다
과학 및 물리학 응용
과학적 측정은 m/s와 분자 운동에서 우주 속도에 이르기까지 물리적 영역을 정의하는 기준 속도를 사용합니다.
- **음속(공기, 20°C):** 343 m/s(1,235 km/h, 767 mph). √T에 따라 변하며, °C당 약 0.6 m/s 증가합니다. 마하 수를 정의하는 데 사용됩니다
- **음속(물):** 약 1,480 m/s(5,330 km/h) — 공기보다 4.3배 빠릅니다. 소나 및 잠수함 탐지는 이에 의존합니다
- **음속(강철):** 약 5,960 m/s(21,460 km/h) — 공기보다 17배 빠릅니다. 초음파 검사는 결함 탐지에 이를 사용합니다
- **탈출 속도(지구):** 11.2 km/s(40,320 km/h, 25,000 mph) — 추진력 없이 지구의 중력을 벗어나는 데 필요한 최소 속도
- **궤도 속도(LEO):** 약 7.8 km/s(28,000 km/h, 17,500 mph) — ISS 궤도 속도. 중력과 원심력의 균형을 맞춥니다
- **지구의 자전:** 적도는 동쪽으로 465 m/s(1,674 km/h, 1,040 mph)로 이동합니다. 동쪽으로 발사되는 로켓이 속도 증진을 위해 사용합니다
- **광속(c):** 정확히 299,792,458 m/s(정의에 따름). 보편적인 속도 한계. 질량이 있는 것은 c에 도달할 수 없습니다. 상대론적 속도(>0.1c)에서는 시간 팽창이 발생합니다
- **입자 가속기:** 대형 강입자 충돌기는 양성자를 0.9999999c(약 299,792,455 m/s)까지 가속시킵니다 — 에너지는 c에 가까워질수록 극적으로 증가합니다
역사적 및 문화적 속도 단위
- **펄롱/2주:** 유머러스한 단위 = 1펄롱(1/3마일)/14일 ≈ 0.000166 m/s(0.6 m/h). 물리학 농담과 더글러스 애덤스의 작품에 사용됨
- **리그/시간:** 중세 여행 속도. 1리그 ≈ 3마일(4.8 km), 따라서 1리그/시간 ≈ 1.3 m/s(4.8 km/h) — 일반적인 걷기 속도. 쥘 베른의 소설에 등장함
- **로마 보폭(passus):** 로마 마일 = 1,000보폭(약 1.48 km). 행군하는 군단은 하루에 20–30 로마 마일(30–45 km/일, 평균 약 1.5 m/s)을 이동함
- **베르스타/시간(러시아):** 1베르스타 = 1.0668 km. 19세기 러시아에서 사용됨. 기차 속도는 베르스타/시간으로 인용됨(『전쟁과 평화』 참조)
- **리/일(중국):** 중국 전통 리 ≈ 0.5 km. 장거리 여행은 리/일로 측정됨. 실크로드 상단:30–50 리/일(15–25 km/일)
- **해군 노트(1954년 이전):** 영국 정의 6,080 ft/h = 1.85318 km/h(현대 1.852 km/h 대비). 작은 차이가 항법 오류를 유발했으며, 1954년에 표준화됨
변환 작동 방식
- m/s × 3.6 → km/h; m/s × 2.23694 → mph
- 도로/항공 보고를 위해 합리적으로 반올림
- 과학적 작업에는 유효 숫자를 사용
일반적인 변환
| 변환 전 | 변환 후 | 계수 | 예 |
|---|---|---|---|
| km/h | m/s | × 0.27778 (÷ 3.6) | 90 km/h = 25 m/s |
| m/s | km/h | × 3.6 | 20 m/s = 72 km/h |
| mph | km/h | × 1.60934 | 60 mph ≈ 96.56 km/h |
| km/h | mph | × 0.621371 | 100 km/h ≈ 62.14 mph |
| 노트 | km/h | × 1.852 | 20노트 ≈ 37.04 km/h |
| ft/s | m/s | × 0.3048 | 100 ft/s ≈ 30.48 m/s |
간단한 예
일상적인 기준
| 항목 | 일반적인 속력 | 참고 |
|---|---|---|
| 걷기 | 4–6 km/h (1.1–1.7 m/s) | 보통 걸음 |
| 달리기 | 10–15 km/h (2.8–4.2 m/s) | 여가 |
| 자전거 타기(도시) | 15–25 km/h | 통근 |
| 도시 교통 | 20–40 km/h | 러시아워 |
| 고속도로 | 90–130 km/h | 국가별 |
| 고속 철도 | 250–320 km/h | 현대 노선 |
| 여객기(순항) | 800–900 km/h | 마하 ≈ 0.78–0.85 |
| 치타(단거리) | 80–120 km/h | 단시간 폭발 |
놀라운 속력 사실
0–100 vs 0–60
자동차 가속도는 0–100 km/h 또는 0–60 mph로 인용됩니다. 이들은 거의 동일한 기준입니다.
왜 노트인가?
노트는 시간을 두고 밧줄의 매듭을 세는 것에서 유래했습니다. 선원의 초기 속도계입니다.
소리가 변한다
음속은 일정하지 않습니다. 차가운 공기에서는 낮아지므로 마하는 고도에 따라 변합니다.
번개 vs 광속
번개의 선도 섬광은 약 75,000 m/s(270,000 km/h)로 이동합니다. 놀라울 정도로 빠릅니다! 하지만 빛은 여전히 300,000 km/s로 4,000배 더 빠릅니다. 그래서 천둥 소리를 듣기 전에 번개를 보는 것입니다. 빛은 거의 즉시 도달하지만 소리는 킬로미터당 약 3초가 걸립니다.
펄롱/2주
물리학자들이 사랑하는 유머러스한 단위: 1펄롱(660피트)/2주(14일) = 0.000166 m/s = 0.6 m/시간. 이 속도로는 1미터를 이동하는 데 100분이 걸립니다. 대륙 이동(연간 약 1~10cm)을 측정하는 데 완벽합니다!
지구는 소리보다 빨리 돈다
지구의 적도는 465 m/s(1,674 km/h, 1,040 mph)로 회전합니다. 음속보다 빠릅니다! 적도에 있는 사람들은 그것을 느끼지 못하면서 초음속으로 우주를 이동하고 있습니다. 그래서 로켓은 동쪽으로 발사됩니다. 무료 465 m/s 속도 증진!
GPS 위성은 빨리 난다
GPS 위성은 약 3,900 m/s(14,000 km/h, 8,700 mph)로 궤도를 돕니다. 이 속도에서는 아인슈타인의 상대성 이론이 중요합니다. 그들의 시계는 하루에 7마이크로초 느리게(속도 시간 팽창) 가지만 하루에 45마이크로초 빠르게(약한 장에서의 중력 시간 팽창) 갑니다. 순수: +38 µs/일 — 정확한 위치 확인을 위해 수정이 필요합니다!
파커 솔라 프로브: 가장 빠른 인공물
파커 솔라 프로브는 2024년 태양에 가장 가까이 접근했을 때 163 km/s(586,800 km/h, 364,600 mph)에 도달했습니다. 1분 이내에 뉴욕에서 도쿄까지 날아갈 수 있을 만큼 빠릅니다! 이는 광속의 0.05%입니다. 향후 통과 시에는 200 km/s(720,000 km/h)에 도달할 것입니다.
기록 및 극한
| 기록 | 속력 | 참고 |
|---|---|---|
| 가장 빠른 인간(우사인 볼트 100m) | 약 44.7 km/h(12.4 m/s) | 단거리 달리기 중 최고 속력 |
| 세계 지상 속도 기록(ThrustSSC) | > 1,227 km/h | 초음속 자동차(1997) |
| 가장 빠른 열차(시험) | 603 km/h | JR 자기부상열차(일본) |
| 가장 빠른 항공기(유인) | > 3,500 km/h | X-15(로켓 비행기) |
| 가장 빠른 우주선(파커 솔라 프로브) | > 600,000 km/h | 근일점 통과 |
속도 측정의 간략한 역사
- 1600년대바다에서 속력을 추정하기 위해 매듭이 있는 로그 라인이 사용됨
- 1900년대자동차 속도계가 일반화됨
- 1947최초의 초음속 비행(벨 X-1)
- 1969콩코드의 첫 비행(초음속 여객기)
- 1997ThrustSSC가 지상에서 음속 장벽을 돌파함
전문가 팁
- 청중에 맞는 단위를 선택하세요: 도로는 km/h 또는 mph, 공중/바다는 노트, 과학은 m/s
- 반올림 오차를 피하기 위해 m/s를 통해 변환하세요
- 마하는 맥락(고도/온도)과 함께 인용하세요
- 가독성을 위해 합리적으로 반올림하세요(예: 96.56 → 97 km/h)
단위 카탈로그
미터법 (SI)
| 단위 | 기호 | 초당 미터 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 킬로미터 매 시 | km/h | 0.277778 | 도로 표지판 및 차량 사양. |
| 미터 매 초 | m/s | 1 | 속력의 SI 기본 단위. 계산에 이상적. |
| 센티미터 매 초 | cm/s | 0.01 | 느린 흐름 및 실험실 설정. |
| 킬로미터 매 초 | km/s | 1,000 | 궤도/천문학적 규모. |
| 마이크로미터 매 초 | µm/s | 0.000001 | 마이크로 규모의 운동(µm/s). |
| 밀리미터 매 초 | mm/s | 0.001 | 정밀 운동 및 액추에이터. |
임페리얼 / US
| 단위 | 기호 | 초당 미터 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 피트 매 초 | ft/s | 0.3048 | 탄도학, 스포츠, 공학. |
| 마일 매 시 | mph | 0.44704 | 미국/영국 도로. 자동차. |
| 피트 매 시 | ft/h | 0.0000846667 | 매우 느린 이동/침전. |
| 피트 매 분 | ft/min | 0.00508 | 엘리베이터, 컨베이어. |
| 인치 매 분 | in/min | 0.000423333 | 제조 이송 속도. |
| 인치 매 초 | in/s | 0.0254 | 기계 가공, 소형 메커니즘. |
| 야드 매 시 | yd/h | 0.000254 | 매우 느린 운동. |
| 야드 매 분 | yd/min | 0.01524 | 저속 컨베이어. |
| 야드 매 초 | yd/s | 0.9144 | 육상 경기 계시. 역사적. |
해상
| 단위 | 기호 | 초당 미터 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 노트 | kn | 0.514444 | 1해리/시. 해상 및 항공 표준. |
| 애드미럴티 노트 | adm kn | 0.514773 | 노트의 역사적인 영국 정의. |
| 해리 매 시 | nmi/h | 0.514444 | 노트의 공식 표현. |
| 해리 매 초 | nmi/s | 1,852 | 극도로 빠름(이론적 맥락). |
과학 / Physics
| 단위 | 기호 | 초당 미터 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 마하 (해수면) | Ma | 340.29 | 마하(해수면 환산 ≈ 340.29 m/s). |
| 광속 | c | 3.00e+8 | 진공에서의 광속. |
| 지구 궤도 속도 | v⊕ | 29,780 | 태양 주위 지구의 공전 속도 ≈ 29.78 km/s. |
| 제1우주속도 | v₁ | 7,900 | 제1 우주 속도(LEO 궤도) ≈ 7.9 km/s. |
| 마하 (성층권) | Ma strat | 295.046 | 마하(성층권 약 11km 고도, -56.5°C). |
| 은하수 속도 | v MW | 552,000 | 은하수 운동 ≈ 552 km/s(CMB 프레임). |
| 제2우주속도 | v₂ | 11,200 | 제2 우주 속도(지구 탈출) ≈ 11.2 km/s. |
| 태양계 속도 | v☉ | 220,000 | 태양계 운동 ≈ 220 km/s(은하계). |
| 속도 (탄도학) | v | 1 | 탄도 속도 자리 표시자(단위 없음). |
| 공기 중 음속 | sound | 343 | 공기 중 음속 ≈ 343 m/s(20°C). |
| 강철 중 음속 | sound steel | 5,960 | 강철 속의 소리 ≈ 5,960 m/s. |
| 수중 음속 | sound H₂O | 1,481 | 물 속의 소리 ≈ 1,481 m/s(20°C). |
| 제3우주속도 | v₃ | 16,700 | 제3 우주 속도(태양계 탈출) ≈ 16.7 km/s. |
항공우주
| 단위 | 기호 | 초당 미터 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 킬로미터 매 분 | km/min | 16.6667 | 고속 항공/로켓 공학. |
| 마하 (고고도) | Ma HA | 295.046 | 고고도에서의 마하(낮은 a). |
| 마일 매 분 | mi/min | 26.8224 | 고속 항공기 보고. |
| 마일 매 초 | mi/s | 1,609.34 | 극한 속도(유성, 로켓). |
역사 / Cultural
| 단위 | 기호 | 초당 미터 | 참고 |
|---|---|---|---|
| 펄롱 매 2주 | fur/fn | 0.00016631 | 유머러스한 단위. ≈ 0.0001663 m/s. |
| 리그 매 시 | lea/h | 1.34112 | 역사 문학에서의 사용. |
| 리그 매 분 | lea/min | 80.4672 | 역사적인 고속 참조. |
| 로마 페이스 매 시 | pace/h | 0.000411111 | 로마 보폭/시간. 역사적. |
| 베르스타 매 시 | verst/h | 0.296111 | 러시아/유럽의 역사적인 단위. |
자주 묻는 질문
마하, 노트, mph — 어떤 것을 사용해야 하나요?
항공/해상에서는 노트를 사용하세요. 도로에서는 km/h 또는 mph를 사용하세요. 고고도/고속 비행 엔벨로프에는 마하를 사용하세요.
왜 마하에는 단일 m/s 값이 없나요?
마하는 국소 음속에 상대적이며, 이는 온도와 고도에 따라 다릅니다. 유용한 경우 해수면 근사치를 보여줍니다.
m/s가 km/h나 mph보다 나은가요?
계산에는 그렇습니다(SI 기본 단위). 소통에는 청중과 지역에 따라 km/h나 mph가 더 읽기 쉽습니다.
km/h를 mph로 어떻게 변환하나요?
0.621371을 곱하거나(또는 1.60934로 나눕니다). 예: 100 km/h × 0.621 = 62.1 mph. 빠른 규칙: 1.6으로 나눕니다.
속력과 속도의 차이점은 무엇인가요?
속력은 크기만 나타냅니다(얼마나 빠른지). 속도는 방향을 포함합니다(벡터). 일상적인 사용에서는 '속력'이 두 개념 모두에 공통적입니다.
왜 배와 비행기는 노트를 사용하나요?
노트(시간당 해리)는 해도의 위도/경도 도와 일치합니다. 1해리 = 위도 1분 = 1,852미터.
음속은 얼마나 빠른가요?
해수면에서 20°C일 때 약 343 m/s(1,235 km/h, 767 mph)입니다. 온도와 고도에 따라 변합니다.
마하 1이란 무엇인가요?
마하 1은 국소 공기 조건에서의 음속입니다. 해수면(15°C)에서 마하 1은 약 1,225 km/h(761 mph, 340 m/s)입니다.