Nopeusmuunnin: m/s, km/h, mph, ft/s, solmua

Nopeusmuunnin

Nopeus kertoo, kuinka pitkän matkan jokin kulkee tietyssä ajassa. Nopeusyksikkömuunnin muuntaa nopeuden yksiköstä toiseen, esimerkiksi kilometreistä tunnissa maileiksi tunnissa. Tämä sivu muuntaa metrejä sekunnissa, kilometrejä tunnissa, maileja tunnissa, jalkoja sekunnissa ja solmuja keskenään ja näyttää kaikki viisi arvoa samanaikaisesti.

Mitä muunnin tekee

Käyttäjä kirjoittaa yhden luvun ja valitsee yksikön, jossa luku on ilmoitettu. Sivu ilmoittaa saman nopeuden kaikissa viidessä yksikössä.

• Tulokset näytetään kahdeksan merkitsevän numeron tarkkuudella. Vain näyttöarvo pyöristetään. Muunnos tehdään sellaisenaan kirjoitetulla luvulla.
• Kooltaan alle 0,0001 oleva tai vähintään miljardin suuruinen tulos esitetään tieteellisessä merkintätavassa. Nolla esitetään tavallisena arvona 0.
• Negatiiviset arvot hyväksytään. Tiettyyn suuntaan mitattu nopeus on etumerkillinen, joten nollaa pienempi arvo tarkoittaa liikettä vastakkaiseen suuntaan.
• Tyhjä kenttä tuottaa kehotteen luvun sijaan. Linkki, jossa on sivun tarjoamaton yksikkö, tuottaa viestin muunnoksen sijaan.

Viisi yksikköä

Metri sekunnissa on SI-yksikkö: yksi metri matkaa jokaista sekuntia kohden. Jokainen neljästä muusta yksiköstä vastaa kiinteää määrää metrejä sekunnissa. Mikään näistä luvuista ei ole mittaustulos, joten ne eivät muutu ajan myötä.

Nopeuden muunnoskaava

Jokainen tässä käytetty yksikkö on metrin sekunnissa kiinteä monikerta, joten muunnos koostuu yhdestä kertolaskusta ja yhdestä jakolaskusta. Arvo muunnetaan ensin metreiksi sekunnissa ja sitten takaisin halutuksi yksiköksi:

$v_2 = \frac{v_1 \times k_1}{k_2}$

jossa $v_1$ on kirjoitettu nopeus, $k_1$ on valitun yksikön yhden yksikön sisältämien metrien määrä sekunnissa, $k_2$ on halutun yksikön yhden yksikön sisältämien metrien määrä sekunnissa ja $v_2$ on tulos.

Matkan varrella ei lisätä eikä vähennetä mitään. Kaikki viisi asteikkoa näyttävät nollaa samalla nopeudella, joten vain askelen koko muuttuu. Lämpötila on tapaus, jossa näin ei ole: Celsius- ja Fahrenheit-asteikot alkavat eri kohdista, joten pelkästään kertova muunnin ilmoittaisi 0 °C arvoksi 0 °F eikä 32 °F.

Mistä neljä muuntokerrointa ovat peräisin

Tunti on 3 600 sekuntia ja kilometri 1 000 metriä, joten kilometri tunnissa on kahden täsmällisen kokonaisluvun suhde:

$1\ \mathrm{km/h} = \frac{1\,000\ \mathrm{m}}{3\,600\ \mathrm{s}} = 0.2777\ldots\ \mathrm{m/s}$

Maili tunnissa perustuu kansainväliseen mailiin, jonka pituus on ollut täsmälleen 1 609,344 m Kansainvälisen jaardin ja paunan sopimuksesta 1959 lähtien:

$1\ \mathrm{mph} = \frac{1\,609.344\ \mathrm{m}}{3\,600\ \mathrm{s}} = 0.44704\ \mathrm{m/s}$

Tulos on tasaluku. Sama 1959 sopimus määrittää kansainvälisen jalan pituudeksi täsmälleen 0,3048 m, mikä on jalan sekuntinopeuden muuntokerroin ilman lisälaskuja.

Solmu on yksi meripeninkulma tunnissa. Kansainvälisen meripeninkulman pituus on ollut täsmälleen 1 852 m Monacossa pidetystä kansainvälisestä ylimääräisestä hydrografisesta konferenssista 1929 lähtien:

$1\ \mathrm{kn} = \frac{1\,852\ \mathrm{m}}{3\,600\ \mathrm{s}} = 0.51444\ldots\ \mathrm{m/s}$

Kaikki neljä lukua ovat määritelmiä eivätkä mittaustuloksia, ja kaikki neljä on lueteltu NISTin erikoisjulkaisun 811 liitteessä B.

Esimerkki: 100 km/h

Nopeudella 100 km/h kulkeva auto etenee 100 000 metriä jokaista 3 600 sekuntia kohden. Muuntaminen metreiksi sekunnissa on ensimmäinen vaihe:

$v = \frac{100 \times 1\,000}{3\,600} = 27.7777\ldots\ \mathrm{m/s}$

Jakamalla tulos kullakin muulla muuntokertoimella saadaan loput arvot. Kahdeksan merkitsevän numeron tarkkuudella sivu näyttää arvot 27,777778 m/s, 62,137119 mailia tunnissa, 91,134442 jalkaa sekunnissa ja 53,99568 solmua.

Mailien tunnissa ilmoitettu tulos kannattaa tarkistaa erikseen, koska se on useimmin pyydetty muunnos. Yksi maili on täsmälleen 1,609344 km, joten 100 jaettuna 1,609344:llä antaa tulokseksi 62,137119 mailia tunnissa (100 km/h). Puhekielessä käytetty likiarvo ”noin 62 mailia tunnissa (99,8 km/h)” on sama luku lyhennettynä.

Solmut eivät ole maileja tunnissa

Meripeninkulma on 1 852 m ja maamaili 1 609,344 m, joten meripeninkulma on näistä kahdesta pidempi. Yksi solmu on 1,1507794 mailia tunnissa (1,85 km/h). Nopeudella 100 solmua sivu näyttää 115,07794 mailia tunnissa ja 185,2 km/h, joten solmun lukeminen mailiksi tunnissa aliarvioi nopeutta noin 15 prosenttia.

Solmu on säilynyt käytössä merellä ja ilmassa, koska meripeninkulma vastaa kartalla suunnilleen yhtä leveysasteen minuuttia. Nopeudella 10 solmua tunnin ajan kulkeva alus on edennyt noin kymmenen leveysminuuttia, mikä on hyödyllinen tieto suoraan kartalta luettavaksi.

Yleisiä nopeusmuunnoksia

Jokainen alla oleva rivi näyttää arvon, jonka yksi yksikkö tuottaa neljässä muussa yksikössä, kahdeksan merkitsevän numeron tarkkuudella.

Mitkä arvot ovat täsmällisiä ja mitkä pyöristettyjä

Neljästä muuntokertoimesta kaksi on täsmällisiä desimaalilukuja ja kaksi muuta täsmällisiä murtolukuja, joiden desimaaliesitykset eivät pääty.

• 1 maili tunnissa on täsmälleen 0,44704 m/s. Maili on täsmälleen 1 609,344 m ja tunti täsmälleen 3 600 sekuntia, ja jako menee tasan.
• 1 jalka sekunnissa on täsmälleen 0,3048 m/s. Kansainvälinen jalka on täsmälleen 0,3048 m, samasta 1959 sopimuksesta.
• 1 km/h on täsmälleen 1 000 metriä jokaista 3 600 sekuntia kohden. Desimaalina se on 0,27777… ja 7 toistuu loputtomasti, joten jokainen siitä kirjoitettu desimaali on katkaistu.
• 1 solmu on täsmälleen 1 852 metriä jokaista 3 600 sekuntia kohden. Desimaalina se on 0,51444… ja 4 toistuu.

Muunnin tallentaa kaksi toistuvaa muuntokerrointa jakolaskuina lyhennettyjen desimaalien sijaan, joten lukijan näkemä pyöristys johtuu esitystavasta eikä vakioista. Kahdeksan merkitsevää numeroa riittää näyttämään määrittelevän arvon kokonaisuudessaan, mutta on tarpeeksi lyhyt peittämään tietokoneen laskennan viimeiset numerot, jotka sisältävät pyöristyskohinaa eivätkä tietoa. Yllä oleva 100 solmun tulos on yksi esimerkki: täsmällinen arvo on 185,2 km/h, laskutoimitus päätyy hiukan sen sivuun ja näytössä näkyy 185,2.

Usein kysyttyä

Kuinka monta mailia tunnissa on 100 km/h? 62,137119 mailia tunnissa kahdeksan merkitsevän numeron tarkkuudella, yleensä ilmoitettuna muodossa 62,1 mailia tunnissa. Käänteinen tapaus on lähes peilikuva: 100 mailia tunnissa on täsmälleen 160,9344 km/h.

Miten m/s muunnetaan km/h-yksiköksi? Kerro luvulla 3,6. Yksi metri sekunnissa kulkee tunnissa matkan 3 600 m eli 3,6 km, ja tämä kerroin on täsmällinen. Jakamalla luvulla 3,6 tehdään käänteinen muunnos.

Onko solmu sama kuin maili tunnissa? Ei. Solmu on yksi meripeninkulma tunnissa, ja meripeninkulma on 1 852 m, kun taas maamaili on 1 609,344 m. Yksi solmu on täsmälleen 1,852 km/h eli 1,1507794 mailia tunnissa.

Miksi 60 mailia tunnissa (97 km/h) on täsmälleen 88 jalkaa sekunnissa? Koska molemmat yksiköt määritellään samojen 1959 jalkojen perusteella. Maili on 5 280 jalkaa, joten 60 mailia (97 km) on 316 800 jalkaa (96 600 m), ja tunti on 3 600 sekuntia. Jaon tulokseksi saadaan täsmälleen 88 ilman minkäänlaista pyöristystä.

Voidaanko negatiivinen nopeus muuntaa? Kyllä. Tiettyyn suuntaan mitattu nopeus on etumerkillinen, joten negatiivinen arvo kuvaa liikettä vastakkaiseen suuntaan. Sivu muuntaa sen sen sijaan, että hylkäisi sen.

Mitä yksikköä käytetään missä? Metri sekunnissa on SI-yksikkö ja tieteen alalla vakiintunut. Kilometrejä tunnissa käytetään liikennemerkeissä useimmissa maissa ja maileja tunnissa Yhdysvalloissa ja Yhdistyneessä kuningaskunnassa. Jalkoja sekunnissa käytetään yleisesti yhdysvaltalaisessa tekniikassa ja ballistiikassa. Solmuja käytetään merellä ja ilmailussa.