Chuyển đổi đơn vị tốc độ: m/s, km/h, mph, ft/s, knot

Bộ chuyển đổi đơn vị tốc độ

Tốc độ là quãng đường một vật đi được trong một khoảng thời gian nhất định. Bộ chuyển đổi đơn vị tốc độ viết lại một tốc độ từ đơn vị này sang đơn vị khác, chẳng hạn từ kilômét trên giờ sang dặm trên giờ. Trang này chuyển đổi giữa mét trên giây, kilômét trên giờ, dặm trên giờ, foot trên giây và hải lý trên giờ, đồng thời hiển thị cả năm giá trị.

Công cụ chuyển đổi làm gì

Người dùng nhập một số và chọn đơn vị của số đó. Trang trả về cùng tốc độ theo cả năm đơn vị.

• Kết quả được hiển thị với tám chữ số có nghĩa. Chỉ phần hiển thị được làm tròn. Phép chuyển đổi được thực hiện trên số đã nhập.
• Kết quả có độ lớn nhỏ hơn 0,0001 hoặc từ một tỷ trở lên được hiển thị dưới dạng ký hiệu khoa học. Số 0 được hiển thị dưới dạng thông thường là 0.
• Chấp nhận giá trị âm. Tốc độ đo theo một hướng đã chọn có dấu, vì vậy giá trị nhỏ hơn không biểu thị chuyển động theo hướng ngược lại.
• Ô trống sẽ tạo lời nhắc thay vì một con số. Liên kết chứa một đơn vị mà trang không cung cấp sẽ tạo thông báo thay vì kết quả chuyển đổi.

Năm đơn vị

Mét trên giây là đơn vị SI: một mét quãng đường cho mỗi giây thời gian. Mỗi đơn vị trong bốn đơn vị còn lại là một số mét trên giây cố định. Không số nào trong các số đó là phép đo, nên không số nào thay đổi theo thời gian.

Công thức chuyển đổi tốc độ

Mỗi đơn vị ở đây là một bội số cố định của mét trên giây, nên phép chuyển đổi gồm một phép nhân rồi một phép chia. Giá trị được đổi sang mét trên giây, sau đó đổi ngược sang đơn vị cần dùng:

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

trong đó $v_1$ là tốc độ được nhập, $k_1$ là số mét trên giây trong một đơn vị của đơn vị đã chọn, $k_2$ là số mét trên giây trong một đơn vị của đơn vị cần đổi sang, và $v_2$ là kết quả.

Không có gì được cộng hoặc trừ trong quá trình này. Cả năm thang đo đều có giá trị bằng không tại cùng một tốc độ, nên chỉ kích thước của bước thay đổi. Nhiệt độ là trường hợp không như vậy: thang Celsius và thang Fahrenheit bắt đầu tính từ những điểm khác nhau, nên một bộ chuyển đổi chỉ nhân sẽ hiển thị 0 °C thành 0 °F thay vì 32 °F.

Nguồn gốc của bốn hệ số

Một giờ có 3.600 giây và một kilômét có 1.000 mét, vì vậy kilômét trên giờ là tỷ số của hai số nguyên chính xác:

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

Dặm trên giờ dựa trên dặm quốc tế, được xác định chính xác là 1.609,344 m kể từ Hiệp định Yard và Pound Quốc tế năm 1959:

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

Giá trị đó chia hết. Cùng hiệp định 1959 xác định foot quốc tế chính xác là 0,3048 m, cũng là hệ số foot trên giây mà không cần tính toán thêm.

Một nút tương đương một hải lý mỗi giờ. Hải lý quốc tế được xác định chính xác là 1.852 m kể từ Hội nghị Thủy đạc Quốc tế Đặc biệt tổ chức tại Monaco năm 1929:

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

Cả bốn con số đều là định nghĩa chứ không phải phép đo, và cả bốn đều được liệt kê trong Ấn phẩm Đặc biệt 811 của NIST, Phụ lục B.

Ví dụ: 100 km/h

Một ô tô chạy với tốc độ 100 km/h đi được 100.000 mét trong mỗi 3.600 giây. Đổi giá trị đó sang mét trên giây là bước đầu tiên:

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

Chia kết quả đó cho từng hệ số còn lại để có các giá trị khác. Với tám chữ số có nghĩa, trang hiển thị 27,777778 m/s, 62,137119 dặm/giờ, 91,134442 bộ/s và 53,99568 kn.

Kết quả dặm trên giờ đáng được kiểm tra riêng vì đây là phép chuyển đổi được yêu cầu nhiều nhất. Một dặm chính xác bằng 1,609344 km, nên 100 chia cho 1,609344 cho kết quả 62,137119 dặm/giờ. Cách nói gần đúng trong hội thoại, “khoảng 62 dặm/giờ”, là cùng con số đó được rút gọn.

Nút không phải là dặm trên giờ

Một hải lý dài 1.852 m còn một dặm pháp định dài 1.609,344 m, nên hải lý dài hơn. Một nút bằng 1,1507794 dặm/giờ. Ở tốc độ 100 nút, trang hiển thị 115,07794 dặm/giờ và 185,2 km/h, vì vậy đọc một nút như một dặm trên giờ sẽ đánh giá thấp tốc độ khoảng 15 phần trăm.

Nút vẫn được sử dụng trên biển và trong hàng không vì một hải lý gần bằng một phút vĩ độ trên hải đồ. Một con tàu duy trì 10 nút trong một giờ sẽ đi được khoảng mười phút vĩ độ, một thông tin hữu ích có thể đọc trực tiếp trên hải đồ.

Các chuyển đổi tốc độ thường gặp

Mỗi hàng dưới đây là giá trị mà một đơn vị tạo ra theo bốn đơn vị còn lại, với tám chữ số có nghĩa.

Giá trị nào chính xác và giá trị nào được làm tròn

Hai trong bốn hệ số là số thập phân chính xác, còn hai hệ số kia là các phân số chính xác có phần thập phân không bao giờ kết thúc.

• 1 dặm/giờ chính xác bằng 0,44704 m/s. Dặm chính xác bằng 1.609,344 m và giờ chính xác bằng 3.600 s, nên phép chia đó cho kết quả tròn.
• 1 bộ/s chính xác bằng 0,3048 m/s. Bộ quốc tế chính xác bằng 0,3048 m, theo cùng hiệp định 1959.
• 1 km/h chính xác bằng 1.000 mét trong 3.600 giây. Viết dưới dạng thập phân, đó là 0,27777… với 7 lặp vô hạn, nên mọi số thập phân được viết cho nó đều bị rút ngắn.
• 1 nút chính xác bằng 1.852 mét trong 3.600 giây. Viết dưới dạng thập phân, đó là 0,51444… với 4 lặp lại.

Bộ chuyển đổi lưu hai hệ số lặp dưới dạng phép chia thay vì số thập phân rút ngắn, nên việc làm tròn mà người đọc thấy đến từ phần hiển thị chứ không phải từ các hằng số. Tám chữ số có nghĩa đủ rộng để hiển thị đầy đủ một giá trị định nghĩa, nhưng đủ hẹp để ẩn các chữ số cuối trong phép tính của máy tính, vốn chỉ tạo ra sai số làm tròn chứ không thêm thông tin. Kết quả 100 nút ở trên là một ví dụ: giá trị chính xác là 185,2 km/h, phép tính lệch khỏi nó một chút, còn phần hiển thị cho thấy 185,2.

Các câu hỏi thường gặp

100 km/h bằng bao nhiêu dặm/giờ? 62,137119 dặm/giờ với tám chữ số có nghĩa, thường được nói gọn là 62,1 dặm/giờ. Trường hợp ngược lại gần như đối xứng: 100 dặm/giờ chính xác bằng 160,9344 km/h.

Đổi m/s sang km/h như thế nào? Nhân với 3,6. Một mét trên giây đi được 3.600 m trong một giờ, tương đương 3,6 km, và hệ số đó là chính xác. Chia cho 3,6 để thực hiện theo chiều ngược lại.

Nút có giống dặm trên giờ không? Không. Nút là một hải lý trên giờ, còn một hải lý dài 1.852 m so với 1.609,344 m của dặm pháp định. Một nút chính xác bằng 1,852 km/h, hoặc 1,1507794 dặm/giờ.

Vì sao 60 dặm/giờ chính xác bằng 88 foot/s? Vì cả hai đơn vị đều được định nghĩa từ cùng một 1959 foot. Một dặm bằng 5.280 foot, nên 60 dặm bằng 316.800 foot, còn một giờ có 3.600 giây. Phép chia đó cho đúng 88, không có bất kỳ sự làm tròn nào.

Có thể chuyển đổi tốc độ âm không? Có. Tốc độ đo theo một hướng đã chọn có dấu, nên giá trị âm mô tả chuyển động theo hướng ngược lại. Trang thực hiện chuyển đổi thay vì từ chối giá trị đó.

Đơn vị nào được dùng ở đâu? Mét trên giây là đơn vị SI và là đơn vị tiêu chuẩn trong khoa học. Kilômét trên giờ xuất hiện trên biển báo đường bộ ở hầu hết các quốc gia, còn dặm trên giờ được dùng ở Hoa Kỳ và Vương quốc Anh. Foot trên giây phổ biến trong kỹ thuật tại Hoa Kỳ và trong đạn đạo. Nút được dùng trên biển và trong hàng không.