如果火车车厢以不变的速度 v 在铁路上前进,有一位乘客沿着火车行驶的方向以速度 w 从车厢的一头走到另一头,那么,相对于铁路路基来说,乘客前进的速度是多少呢?也就是说,乘客的速度 w 是多大呢?我们可以这样考虑:如果车厢中的乘客在一秒钟的时间里静止不动,那么,相对于铁路路基而言,他在这一秒钟内前进的路程在数值上等于火车前进的速度 v 。不过,他以恒定的速度在匀速行驶的车厢中前行,在这一秒钟内,相对于车厢 (或者铁路路基) 来说,他走过的距离在数值上等于他相当于车厢的前进速度 w 。因此,在这一秒钟内,相对于铁路路基而言,乘客走过的距离是 W=v+w 。随后,我们将会发现,无法去支持这个经典力学中的速度相加定理;也就是说,上面所描述的定理是错误的,但我们暂时认为它能成立。
速度是用来描述物体位置变化快慢和物体方向的物理量。位移和时间的比值叫做这段时间内的“平均速度”。如果这一段时间趋近于零,这个比值的极限叫做物体在这个时刻的速度,也称为瞬时速度。速度是一个矢量,在直线运动中,它的方向沿着直线方向;在曲线运动中,它的方向是运动轨道的切线方向。
简单而言,速度就是用来描述物体运动快慢的物理量,即位移随着时间所产生的变化率。
定义式是: v (速度)= d (位移)/ t (时间)
在国际单位制中,用来表达速度的基本单位是米每秒,国际符号是 m / s ,中文符号是米/秒。由于国际单位制中把光在真空中1/299 792 458秒传播的距离定义为1米,所以光在真空中的传播速度是299 792 458 m / s 。
速度不同于速率,速度是矢量,有方向性,可正可负;而速率没有方向性,也没有负值。
加速度是用来描述物体速度变化快慢程度的物理量。加速度也是矢量,它的合成或者分解要依据平行四边形法则(如果两个力作用在同一个点上,那么,这两个力的合力也作用在这个点上。合力的大小等于用两个分力为边做成的平行四边形的对角线的长度,方向是沿着该点出发的平行四边形的对角线的方向)进行。加速度用速度的变化量和发生这个变化所需要的时间的比值来表示。当物体在做直线运动的时候,如果物体在 t 0 时刻的速度是 v 0 (初速度),等到 t 时刻时速度变成了 v t (末速度),那么,在( t - t 0 )这段时间内,速度的变化量是( v t - v 0 ),如果用 α 来表示加速度,表达式为:
当 t 0 =0时,上述的表达式变为: