速度（物理量）：定義、単位、平均速度と瞬間速度

定義と基本式

平均の速さは一般に、移動した総距離を経過した時間で割った値として表す。記号では v = d/t と書き、速さは距離を時間で割ったものを意味する。すなわち、平均の速さは移動経路の全長を所要時間で除して求められる。この単純な比は、有限の時間区間にわたる運動を測定する際に適している。

平均速度と瞬間速度

平均速度は、移動全体またはある時間区間全体に適用される。これに対し瞬間速度は、特定の瞬間に物体がどれほど速く動いているかを表す。数学的には、時間区間を限りなく小さくしたときの平均速度の極限として定義される。微積分学では、瞬間速度は位置を時間で微分した値の大きさである。計器や測定では、位置を短い間隔で繰り返し取得することにより、瞬間値を近似することが多い。

単位と一般的な測定

速さは、時間当たりの長さの単位で表される。代表的な単位には、メートル毎秒（m/s）、キロメートル毎時（km/h）、マイル毎時（mph）がある。測定方法としては、車両の機械式・電子式速度計、レーダーやライダーの計器、ドップラーシフトを用いる手法、既知の距離を移動する時間の計測などがある。実用例は走者のペースから人工衛星の軌道速度まで幅広い。

用途、限界と注目すべき事実

速さは、交通、工学、スポーツ、天文学において重要な量である。日常生活では移動時間や安全上の制限を左右し、科学では力学、エネルギー、運動学に関わる。現代物理学には究極の速度制限があり、情報も物質からなる物体も、真空中の光速（およそ3×108 m/s）を超えることはできない。この事実は、高速時の時間と同時性に影響を及ぼす。

歴史と重要な区別

速さの概念は、初期の運動に関する定性的な記述から、古典力学を経て、微積分と相対性理論に基づく精密な現代的定義へと発展してきた。速さはスカラー量、速度ベクトルはベクトル量であること、また単位距離当たりの時間を表すペースのような日常的な関連指標とも異なることを区別する必要がある。基礎的な解説については、基本的な運動学を参照。