運動物體的平均速率的定義被為物體走過的距離除以所用的時間:

圖 3-1 汽車的里程計。
里程計
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我們以火車從大學站駛到大埔墟站的旅程作為例子 (圖 2-1)。火車需要約 6 分鐘來走 6.7 km 的路程,因此

速率的 SI 單位為米每秒 ()。要把我們的計算結果轉換為 SI 單位,只需要把 1.12 乘以 1000 再除以 60。因此 1.12 = 18.6。這只是一個平均值,因為在旅程中火車的速率有時候可能高於或低於18.6。例如在火車從大學站剛開始運動,或者將要到達大埔墟站時,車速都會低一點。

瞬時速率則告訴我們火車在某一刻走得有多快。當你乘汽車時,也許亦會注意到顯示汽車瞬時速率的里程計 (圖 3-1)。


下表顯示了一些典型的速率。

運動

典型速率 ()

運動

典型速率 ()

螞蟻爬行

0.05

汽車

25

人走路

1

火車

30

緩步跑

4

噴射機

280

腳踏車

10

聲速

300

印度豹奔跑

28

光速

速率是標量,只有大小。速度則告訴我們物體運動的快慢與及運動的方向。速度是向量。平均速度的定義為:

再用火車作為例子。大埔墟站離大學站的位移為 5.4 km,所以

方向約為西北方。這數字比火車的平均速率為小。

像速率一樣,物體的速度也會在旅程中改變。因此我們會用瞬時速度去描述物體在某一時刻的速度。瞬時速度相當於物體的瞬時速率,再加上物體運動方向的描述。

如果物體的瞬時速度在整個旅程中保持不變,我們便說物體正以勻速運動,而物體在任何時刻的瞬時速度將會相等於它的平均速度。對於勻速運動,我們不需要分辨平均速度和瞬時速度,而物體的位移 和速度 及運動時間 有以下的關係:


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