Ātruma mērvienību pārveidotājs: m/s, km/h, mph, mezgli

Ātruma mērvienību pārveidotājs

Ātrums ir attālums, ko objekts veic noteiktā laikā. Ātruma mērvienību pārveidotājs pārvērš ātrumu no vienas mērvienības citā, piemēram, kilometrus stundā pārvēršot jūdzēs stundā. Šī lapa pārveido metrus sekundē, kilometrus stundā, jūdzes stundā, pēdas sekundē un mezglus, vienlaikus parādot visas piecas vērtības.

Ko dara pārveidotājs

Lietotājs ievada vienu skaitli un izvēlas mērvienību, kurā tas izteikts. Lapa parāda to pašu ātrumu visās piecās mērvienībās.

• Rezultāti tiek parādīti ar astoņiem nozīmīgajiem cipariem. Noapaļots tiek tikai attēlojums. Pārveidošana tiek veikta ar ievadīto skaitli.
• Rezultāts, kura lielums ir mazāks par 0,0001 vai ir vismaz miljards, tiek parādīts zinātniskajā pierakstā. Nulle tiek parādīta kā parasts 0.
• Negatīvas vērtības ir pieļaujamas. Ātrums, kas mērīts izvēlētā virzienā, ir ar zīmi, tāpēc vērtība, kas mazāka par nulli, nozīmē kustību pretējā virzienā.
• Tukšs lauks parāda uzaicinājumu, nevis skaitli. Saite ar mērvienību, ko lapa nepiedāvā, parāda ziņojumu, nevis pārveidojumu.

Piecas mērvienības

Metrs sekundē ir SI mērvienība: viens metrs attāluma uz katru laika sekundi. Katra no pārējām četrām mērvienībām ir noteikts metru sekundē skaits. Neviens no šiem skaitļiem nav mērījums, tāpēc laika gaitā neviens no tiem nemainās.

Ātruma pārveidošanas formula

Katra šeit izmantotā mērvienība ir noteikts metra sekundē reizinājums, tāpēc pārveidošana sastāv no reizināšanas un pēc tam dalīšanas. Vērtību vispirms pārvērš metros sekundē, pēc tam — vajadzīgajā mērvienībā:

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

kur $v_1$ ir ievadītais ātrums, $k_1$ ir metru sekundē skaits vienā izvēlētās mērvienības vienībā, $k_2$ ir metru sekundē skaits vienā vajadzīgās mērvienības vienībā, bet $v_2$ ir atbilde.

Pa ceļam nekas netiek pieskaitīts vai atņemts. Visas piecas skalas rāda nulli pie viena un tā paša ātruma, tāpēc mainās tikai soļa lielums. Temperatūra ir gadījums, kad tas tā nav: Celsija un Fārenheita skalas sāk skaitīšanu no atšķirīgiem punktiem, tāpēc pārveidotājs, kas tikai reizinātu, 0 °C uzrādītu kā 0 °F, nevis kā 32 °F.

No kurienes rodas četri koeficienti

Stundā ir 3 600 sekundes, bet kilometrā ir 1 000 metri, tāpēc kilometrs stundā ir divu precīzu veselu skaitļu attiecība:

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

Jūdze stundā balstās uz starptautisko jūdzi, kas kopš Starptautiskā jardu un mārciņu nolīguma 1959 ir precīzi 1 609,344 m:

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

Šis dalījums ir vesels skaitlis. Tas pats 1959 nolīgums nosaka, ka starptautiskā pēda ir precīzi 0,3048 m, kas ir pēdas sekundē koeficients bez turpmākiem aprēķiniem.

Mezgls ir viena jūras jūdze stundā. Starptautiskā jūras jūdze kopš Starptautiskās ārkārtas hidrogrāfijas konferences, kas notika Monako 1929, ir precīzi 1 852 m:

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

Visi četri skaitļi ir definīcijas, nevis mērījumi, un visi četri ir iekļauti NIST speciālajā publikācijā 811, B pielikumā.

Piemērs: 100 km/h

Automašīna, kas brauc ar ātrumu 100 km/h, ik pēc 3 600 sekundēm veic 100 000 metru. Pārvēršana metros sekundē ir pirmais solis:

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

Dalot šo rezultātu ar katru no pārējiem koeficientiem, iegūst atlikušās vērtības. Ar astoņiem nozīmīgajiem cipariem lapa rāda 27,777778 m/s, 62,137119 mph, 91,134442 pēdas/s un 53,99568 kn.

Jūdžu stundā rezultātu ir vērts pārbaudīt atsevišķi, jo tas ir visbiežāk pieprasītais pārveidojums. Viena jūdze ir precīzi 1,609344 km, tāpēc 100 dalīts ar 1,609344 dod 62,137119 mph. Sarunvalodā lietotā aptuvenā versija — “aptuveni 62 mph (99,8 km/h)” — ir tas pats skaitlis, tikai noapaļots.

Mezgli nav jūdzes stundā

Jūras jūdze ir 1 852 m, bet statūtmile ir 1 609,344 m, tāpēc jūras jūdze ir garāka. Viens mezgls ir 1,1507794 mph. Pie 100 mezgliem lapa rāda 115,07794 mph un 185,2 km/h, tāpēc mezgla uztveršana par jūdzi stundā par aptuveni 15 procentiem samazina norādīto ātrumu.

Mezgls ir saglabājies jūrniecībā un aviācijā, jo jūras jūdze kartē ir tuva vienai platuma minūtei. Kuģis, kas stundu uztur 10 mezglu ātrumu, ir veicis aptuveni desmit platuma minūtes — tas ir noderīgi, jo šo attālumu var nolasīt tieši kartē.

Biežākie ātruma pārveidojumi

Katrā turpmākās tabulas rindā parādīta vērtība, ko viena mērvienība dod pārējās četrās, ar astoņiem nozīmīgajiem cipariem.

Kuras vērtības ir precīzas un kuras noapaļotas

Divi no četriem koeficientiem ir precīzi decimāldaļskaitļi, bet pārējie divi ir precīzas daļas, kuru decimālpieraksts nekad nebeidzas.

• 1 mph ir precīzi 0,44704 m/s. Jūdze ir precīzi 1 609,344 m, stunda ir precīzi 3 600 s, un šis dalījums ir vesels skaitlis.
• 1 pēda/s ir precīzi 0,3048 m/s. Starptautiskā pēda ir precīzi 0,3048 m, kā noteikts tajā pašā 1959 nolīgumā.
• 1 km/h ir precīzi 1 000 metri uz 3 600 sekundēm. Decimālpierakstā tas ir 0,27777… ar bezgalīgi atkārtotu 7, tāpēc jebkurš uzrakstītais decimālpieraksts ir saīsināts.
• 1 kn ir precīzi 1 852 metri uz 3 600 sekundēm. Decimālpierakstā tas ir 0,51444… ar atkārtotu 4.

Pārveidotājs abus periodiskos koeficientus glabā kā dalījumus, nevis saīsinātus decimālpierakstus, tāpēc lasītājam redzamā noapaļošana rodas attēlojuma, nevis konstantu dēļ. Astoņi nozīmīgie cipari ir pietiekami, lai pilnībā parādītu vērtību, kas nosaka attiecību, un vienlaikus pietiekami īss attēlojums, lai paslēptu pēdējos datora aprēķina ciparus, kuros ir noapaļošanas radīts troksnis, nevis informācija. Iepriekš minētā 100 mezglu vērtība ir viens piemērs: precīzā vērtība ir 185,2 km/h, aprēķina rezultāts nedaudz no tās atšķiras, bet attēlojums rāda 185,2.

Bieži uzdotie jautājumi

Cik mph ir 100 km/h? Pie astoņiem nozīmīgajiem cipariem — 62,137119 mph, parasti noapaļojot līdz 62,1 mph. Apgrieztais gadījums ir gandrīz spoguļattēls: 100 mph ir precīzi 160,9344 km/h.

Kā m/s pārvērst km/h? Reiziniet ar 3,6. Metrs sekundē vienā stundā ir 3 600 m, kas ir 3,6 km, un šis koeficients ir precīzs. Dalīšana ar 3,6 veic pretējo pārveidošanu.

Vai mezgls ir tas pats, kas jūdze stundā? Nē. Mezgls ir viena jūras jūdze stundā, un jūras jūdze ir 1 852 m, salīdzinot ar statūtmiles 1 609,344 m. Viens mezgls ir precīzi 1,852 km/h jeb 1,1507794 mph.

Kāpēc 60 mph ir precīzi 88 pēdas/s? Tāpēc, ka abas mērvienības ir definētas, pamatojoties uz vienu un to pašu 1959. gada pēdas definīciju. Vienā jūdzē ir 5 280 pēdas (1610 m), tāpēc 60 jūdzes (97 km) ir 316 800 pēdas (96 600 m), bet stundā ir 3 600 sekundes. Dalīšanas rezultāts ir precīzi 88, bez jebkādas noapaļošanas.

Vai negatīvu ātrumu var pārveidot? Jā. Ātrums, kas mērīts izvēlētā virzienā, ir ar zīmi, tāpēc negatīva vērtība apraksta kustību pretējā virzienā. Lapa to pārveido, nevis noraida.

Kuru mērvienību izmanto dažādās jomās? Metrs sekundē ir SI mērvienība un zinātnē tiek izmantots kā standarts. Kilometri stundā ir norādīti uz ceļa zīmēm lielākajā daļā valstu, bet jūdzes stundā — Amerikas Savienotajās Valstīs un Apvienotajā Karalistē. Pēdas sekundē ir izplatītas Amerikas Savienoto Valstu inženierzinātnēs un ballistikā. Mezgli tiek izmantoti jūrniecībā un aviācijā.