速度単位換算：m/s、km/h、mph、ft/s、ノット

速度単位換算

速度とは、ある時間内に物体がどれだけの距離を移動するかを表すものです。速度単位換算では、時速キロメートルを時速マイルにするなど、ある単位の速度を別の単位に書き換えます。このページでは、メートル毎秒、キロメートル毎時、マイル毎時、フィート毎秒、ノットの間で換算し、5つすべての値を同時に表示します。

変換器の機能

利用者は数値を1つ入力し、その数値が表されている単位を選びます。ページには、同じ速度が5つすべての単位で表示されます。

• 結果は8桁の有効数字で表示されます。丸められるのは表示だけで、変換には入力された数値が使われます。
• 大きさが 0.0001 未満の結果、または十億以上の結果は、科学的記数法で表示されます。ゼロは通常の 0 として表示されます。
• 負の値も入力できます。選んだ方向に沿って測定した速度には符号が付くため、0未満の値は反対方向への運動を意味します。
• 入力欄が空の場合は、数値ではなく入力を促すメッセージが表示されます。ページで提供していない単位を指定したリンクは、換算結果ではなくメッセージを表示します。

5つの単位

メートル毎秒はSI単位で、1秒間に1メートル進む速さを表します。他の4つの単位はいずれも、メートル毎秒で表した固定値です。これらの数値はいずれも測定値ではないため、時間が経っても変化しません。

速度の換算式

ここで扱う各単位はメートル毎秒の固定倍数なので、換算は1回の乗算と1回の除算で行えます。値をいったんメートル毎秒に換算し、その後、目的の単位に戻します。

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

ここで、$v_1$は入力された速度、$k_1$は選択した単位の1単位に含まれるメートル毎秒の数、$k_2$は目的の単位の1単位に含まれるメートル毎秒の数、$v_2$は答えです。

途中で何かを加えたり引いたりすることはありません。5つすべての目盛りは同じ速度で0を示すため、変わるのは目盛りの間隔の大きさだけです。これが当てはまらないのが温度です。摂氏と華氏は異なる起点から数え始めるため、乗算だけを行う換算では、0 °Cを0 °Fと表示してしまい、正しくは32 °Fとなります。

4つの換算係数の由来

1時間は3,600秒、1キロメートルは1,000メートルなので、キロメートル毎時は2つの正確な整数の比です。

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

マイル毎時は国際マイルに基づいています。国際マイルは、1959年の国際ヤード・ポンド協定以来、正確に1,609.344 mと定められています。

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

こちらは割り切れます。同じ1959年の協定により、国際フィートは正確に0.3048 mと定められており、これが追加の計算を必要としないフィート毎秒の換算係数です。

ノットは1海里毎時です。国際海里は、モナコで開催された1929年の国際臨時水路会議以降、正確に1,852 mと定められています。

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

4つの数値はいずれも測定値ではなく定義値であり、NIST特別刊行物811の付録Bに記載されています。

例：100 km/h

100 km/hで走行する車は、3,600秒ごとに100,000メートル進みます。これをメートル毎秒に換算するのが最初の手順です。

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

その結果を他の各係数で割ると、残りの値が得られます。8桁の有効数字では、ページに27.777778 m/s、62.137119 mph、91.134442フィート/s、53.99568 knと表示されます。

マイル毎時の答えは、それだけで確認する価値があります。これは最もよく尋ねられる換算だからです。1マイルは正確に1.609344 kmなので、100を1.609344で割ると62.137119 mphになります。会話で使う「約62 mph (99.8 km/h)」という概算は、この同じ数値を途中で切ったものです。

ノットはマイル毎時ではない

海里は1,852 m、法定マイルは1,609.344 mなので、海里のほうが長い単位です。1ノットは1.1507794 mphです。100ノットでは、ページに115.07794 mphおよび185.2 km/hと表示されるため、ノットをマイル毎時と読み替えると速度を約15パーセント少なく見積もることになります。

ノットが海上や航空で使われ続けているのは、海里が海図上の緯度1分に近い単位だからです。10ノットを1時間保つ船は、緯度の約10分に相当する距離を進むことになり、海図から直接読み取るのに便利です。

よく使われる速度換算

以下の各行は、1単位を他の4単位で表した値を、8桁の有効数字で示したものです。

正確な値と丸められた値

4つの換算係数のうち2つは正確な小数で、残り2つは小数が終わらない正確な分数です。

• 1 mphは正確に0.44704 m/sです。マイルは正確に1,609.344 m、時間は正確に3,600秒であり、その割り算は割り切れます。
• 1フィート/sは正確に0.3048 m/sです。国際フィートは、同じ1959年の協定に基づき、正確に0.3048 mと定められています。
• 1 km/hは、3,600秒あたり正確に1,000メートルです。小数では0.27777…となり、7が無限に繰り返されるため、これを小数で表す場合は途中で切られています。
• 1 knは、3,600秒あたり正確に1,852メートルです。小数では0.51444…となり、4が繰り返されます。

換算ツールは、繰り返しが続く2つの係数を短くした小数ではなく割り算として保存するため、読者に表示される丸めは定数からではなく表示処理から生じます。8桁の有効数字なら、定義値を完全に示すには十分な幅があり、情報ではなく丸め誤差を含むコンピューター計算の末尾の桁を隠すには十分に短くなります。上記の100ノットの答えが一例です。正確な値は185.2 km/hで、計算結果はそこからわずかにずれますが、表示は185.2となります。

よくある質問

100 km/hは何mphですか？ 有効数字8桁では62.137119 mphで、通常は62.1 mphと表します。逆方向の換算は鏡像に近く、100 mphは正確に160.9344 km/hです。

m/sをkm/hに換算するには？ 3.6を掛けます。メートル毎秒で進む物体は1時間に3,600 m進み、これは3.6 kmに相当します。この係数は正確です。逆方向には3.6で割ります。

ノットはマイル毎時と同じですか？ いいえ。ノットは1海里毎時であり、海里は1,852 m、法定マイルは1,609.344 mです。1ノットは正確に1.852 km/h、または1.1507794 mphです。

なぜ60 mph (97 km/h)は正確に88フィート (26.8 m)/sなのですか？ 両方の単位が同じ1959年のフィート (597 m)に基づいて定義されているからです。1マイルは5,280フィート (1,610 m)なので、60マイル (97 km)は316,800フィート (96,600 m)です。また、1時間は3,600秒です。この割り算の結果は正確に88となり、どこにも丸めはありません。

負の速度を換算できますか？ はい。選んだ方向に沿って測定した速度には符号が付くため、負の値は反対方向への運動を表します。このページでは負の値を拒否せずに換算します。

どの単位がどこで使われますか？ メートル毎秒はSI単位であり、科学分野の標準単位です。キロメートル毎時はほとんどの国の道路標識で使われ、米国と英国ではマイル毎時が使われます。フィート毎秒は米国の工学分野や弾道学でよく使われます。ノットは海上と航空で使われます。