Обозначение скорости буквами¶

Скорость — физическая величина, характеризующая быстроту изменения положения тела в пространстве; в Международной системе единиц (СИ) измеряется в метрах в секунду (м/с) и обозначается латинской буквой v (от лат. velocitas — скорость). В школьном курсе физики для обозначения скорости также используются буквы V и ν (греческая «ню»), однако основным и общепринятым символом является строчная латинская v.

¶Единицы измерения и обозначение в СИ

В Международной системе единиц скорость относится к производным величинам. Единица измерения скорости — метр в секунду (м/с), в Международной системе единиц обозначается как м/с или m/s. Для измерения скорости движения транспорта, ветра и потоков жидкостей широко применяется километр в час (км/ч), в международном обозначении — km/h.

¶Линейная и угловая скорость

Различают два основных вида скорости:

• Линейная скорость (v) — модуль вектора скорости, показывающий, какое расстояние тело проходит за единицу времени. Определяется формулой v = s/t, где s — путь, t — время.
• Угловая скорость (ω, читается «омега») — мера изменения угла поворота тела или радиуса-вектора за единицу времени; измеряется в радианах в секунду (рад/с). Связь между линейной и угловой скоростями задаётся формулой v = ω·r, где r — расстояние от оси вращения.

В технике для обозначения угловой скорости вращения валов и колёс также применяется буква n, но в этом случае измеряется не угловая скорость, а частота вращения (об/мин или об/с); связь n = ω/(2π).

¶Скорость в уравнениях кинематики

В кинематике скорость является производной координаты по времени: v = dr/dt, где r — радиус-вектор. Средняя скорость за интервал времени определяется как отношение перемещения к этому интервалу, мгновенная скорость — предел отношения перемещения к промежутку времени при стремлении последнего к нулю.

В уравнениях движения равнозамедленного движения используется обозначение a для ускорения, а связь между скоростями на начальный и конечный моменты выражается формулой v = v₀ + at, где v₀ — начальная скорость.

¶Скорость света

Особое место в физике занимает скорость света в вакууме, обозначаемая буквой c (от лат. celeritas — быстрота). Согласно постулатам специальной теории относительности А. Эйнштейна (1905), c — предельная скорость переноса взаимодействий и одна из фундаментальных констант природы. По современным данным, c = 299 792 458 м/с точно. В уравнениях электродинамики буквой c обозначается также скорость распространения электромагнитных волн, что и позволило установить природу света как электромагнитной волны.

¶Скорость в механике Ньютона

В классической механике скорость является одной из основных кинематических величин. Второй закон Ньютона связывает силу, массу и ускорение: F = ma, где ускорение a — производная скорости по времени. В задачах по механике для обозначения скорости тела в конкретный момент времени часто используются индексы: v₁, v₂ для скоростей двух тел, v₀ — начальная скорость, v_кон — конечная скорость.

В теории удара и столкновений тел применяются обозначения v₁, v₂, v₁', v₂' для скоростей до и после столкновения.

¶Скорость в термодинамике и газовой динамике

В газовой динамике скорость потока газа или жидкости обозначается буквой w, что отличает её от линейной скорости движения центра масс. В акустике скорость звука в воздухе при нормальных условиях (0 °C, 101 325 Па) составляет около 331 м/с и обозначается буквой c.

¶Обозначение скорости в других системах единиц

Помимо СИ, в различных областях науки и техники используются другие единицы скорости:

• Узел (kn) — морская миля в час, применяется в мореходстве и авиации; 1 узел ≈ 0,514 м/с.
• Мах (M) — отношение скорости объекта к скорости звука в окружающей среде; безразмерная величина, обозначается буквой M.
• Световой год в секунду — в астрономии для очень больших скоростей используется км/с или доля скорости света (например, v/c).

¶Особые символы

В отдельных областях физики для скорости используются и другие обозначения:

• u — скорость в системе отсчёта, связанной с движущимся объектом (например, в формуле Допплера);
• V (заглавная латинская) — в некоторых учебниках для начальной или полной скорости;
• ν (греческая ню) — в теории относительности и квантовой механике для обозначения частоты, но иногда ошибочно используется и для скорости.

Основным и общепринятым обозначением скорости в физике и технике остаётся строчная латинская буква v.

¶Источники

• Сивухин Д. В. Общий курс физики. Том I. Механика.
• Савельев И. В. Курс общей физики. Том 1. Механика.
• Гранберг Г. К., Родичев В. И. Физика. 9 класс. Учебник для общеобразовательных организаций.
• Фрадкин Б. М. Теоретическая механика.
• ГОСТ 8.417-2002. Система стандартов по точности (метрологии). Единицы измерения величин.