Snelheid is een afgeleide natuurkundige grootheid die de afgelegde afstand van een object per tijdseenheid uitdrukt. Omdat het wordt verkregen door een lengte door een tijd te delen, is de dimensie van snelheid L/T (lengte gedeeld door tijd).
In het dagelijks leven zijn kilometer per uur (km/u) en mijl per uur (mph) de meest gebruikte snelheidseenheden; meter per seconde (m/s) heeft de voorkeur in wetenschappelijk werk, en de knoop in de scheepvaart en luchtvaart. De lichtsnelheid neemt een bijzondere plaats in onder de snelheidseenheden, als absolute bovengrens die in het heelal kan worden bereikt.
- Natuurkundige grootheid
- Snelheid
- Dimensiesymbool
- [L/T]
- Afgeleide SI-eenheid
- Meter per seconde
- Symbool SI-eenheid
- m/s
- Universele snelheidslimiet
- Lichtsnelheid ≈ 299.792.458 m/s
Wat is snelheid?
Snelheid drukt de afgelegde afstand van een object per tijdseenheid uit en wordt berekend met de formule Snelheid = Afstand / Tijd. Hoewel de natuurkunde technisch onderscheid maakt tussen 'vaart' (scalair, zonder richting) en 'snelheid' (vectorieel, met richting), worden de twee termen in het dagelijks taalgebruik vaak door elkaar gebruikt.
Snelheid is een afgeleide grootheid, verkregen door een lengte-eenheid door een tijdseenheid te delen. Daarom wordt de SI-dimensie ervan aangeduid als L/T (of L¹T⁻¹).
De SI-eenheid van snelheid: meter per seconde
In het Internationale Eenhedenstelsel is de afgeleide eenheid van snelheid de meter per seconde (m/s), die uitdrukt dat een object elke seconde een meter aflegt. Deze eenheid wordt als standaard gebruikt in wetenschappelijke berekeningen en natuurkundige formules.
In het dagelijks leven heeft kilometer per uur (km/u) de voorkeur boven meter per seconde, omdat voertuigsnelheden en wegafstanden zo worden uitgedrukt met intuitievere getallen op die schaal. 1 m/s komt exact overeen met 3,6 km/u.
Kilometer per uur en mijl per uur
Kilometer per uur (km/u) is de standaard wegvoertuigsnelheidseenheid in landen die het metrieke stelsel gebruiken, waaronder Nederland. Mijl per uur (mph) heeft de voorkeur in landen die het Britse maatsysteem gebruiken, zoals de Verenigde Staten en het Verenigd Koninkrijk.
1 mph komt overeen met ongeveer 1,60934 km/u. Dit verschil is een praktische bron van verwarring die kan leiden tot verkeerde interpretatie van snelheidsmeters van geimporteerde voertuigen of snelheidslimieten bij het huren van een auto in het buitenland.
De knoop: snelheid in de scheepvaart en luchtvaart
De knoop (zeemijl per uur) is de standaardsnelheidseenheid in de scheepvaart en luchtvaart; 1 knoop betekent exact het afleggen van een zeemijl (1852 meter) in een uur.
De naam van de eenheid 'knoop' is historisch afgeleid van de methode die werd gebruikt om de snelheid van schepen te meten: er werd een touw met knopen in het water gegooid en er werd geteld hoeveel knopen er in een bepaalde tijd voorbijgingen. Deze methode werd eeuwenlang gebruikt voordat moderne snelheidsmeetinstrumenten beschikbaar kwamen.
De lichtsnelheid: de snelheidslimiet van het heelal
De lichtsnelheid in vacuum is exact gedefinieerd als 299.792.458 m/s en vormt, volgens Einsteins speciale relativiteitstheorie, de absolute bovengrens die door informatie of een object met massa in het heelal kan worden bereikt.
Het feit dat de lichtsnelheid als een exact getal is gedefinieerd (en al voor de SI-herziening van 2019 als constant werd beschouwd) maakt het mogelijk dat de huidige definitie van de meter ook op deze constante is gebaseerd -- de meter is gedefinieerd als de afstand die licht aflegt in 1/299.792.458 seconde.
Het Machgetal: een relatie met de geluidssnelheid
In de luchtvaart worden hoge snelheden vaak uitgedrukt via het Machgetal, dat de verhouding voorstelt tussen de snelheid van een object en de geluidssnelheid in dat medium (Mach 1 = geluidssnelheid). De geluidssnelheid is geen vaste waarde; ze varieert op basis van de temperatuur en dichtheid van de lucht (ongeveer 343 m/s, oftewel 1235 km/u, op zeeniveau).
Daarom kan hetzelfde Machgetal overeenkomen met verschillende werkelijke snelheden (in km/u of m/s), afhankelijk van hoogte en temperatuur -- de Mach 0,85-snelheid van een vliegtuig varieert in werkelijke waarde met de hoogte.
Het verschil tussen gemiddelde en momentane snelheid
De gemiddelde snelheid wordt verkregen door de totale afgelegde afstand te delen door de totale verstreken tijd en geeft een enkele waarde voor de hele reis. De momentane snelheid is de snelheid van een object op een specifiek moment en kan continu varieren (versnelling, vertraging, stilstand, enz.).
Terwijl de snelheidsmeter van een voertuig de momentane snelheid toont, wordt de gemiddelde snelheid van een reis meestal achteraf berekend op basis van de totale afstand en de totale duur -- de twee waarden verschillen zolang de snelheid niet constant is gebleven tijdens de reis.
Vergelijkingstabel van eenheden
| Eenheid | Symbool | SI-referentie | Systeem | Veelvoorkomend gebruik |
|---|---|---|---|---|
| Centimeter per seconde | cm/s | 0,01 m/s | SI/metriek | Laboratorium en meting van langzame beweging |
| Meter per minuut | m/min | ≈0,0167 m/s | SI/metriek | Snelheid van industriele transportbanden |
| Meter per seconde | m/s | 1 m/s | SI | Wetenschappelijke en natuurkundige berekeningen |
| Kilometer per uur | km/u | ≈0,278 m/s | Metriek | Voertuigsnelheid en snelheidslimieten |
| Mijl per uur | mph | ≈0,447 m/s | Brits/Amerikaans | Voertuigsnelheid in de VS en het VK |
| Knoop | kn | ≈0,514 m/s | Scheepvaart/luchtvaart | Snelheid van schepen en vliegtuigen |
| Kilometer per minuut | km/min | ≈16,67 m/s | Metriek | Snelheidsberekeningen over korte afstanden |
| Kilometer per seconde | km/s | 1000 m/s | Metriek | Snelheid van ruimtevaartuigen en hemellichamen |
| Lichtsnelheid | c | 299.792.458 m/s | Universele constante | Natuurkundige en astronomische berekeningen |
Bronnen
De definities en omrekenwaarden op deze pagina zijn gebaseerd op erkende officiële metrologische referenties.