說到賽跑,大家一定記得龜兔賽跑的故事。烏龜始終不放棄,終於戰勝了輕敵而停下來睡覺的兔子。這實際上是勵誌故事,而不是關於速度的故事。當然其中也有哲理,也就是中國俗話所說的“不怕慢,隻怕站”。這裏所說的站,指的是站住,也就是停下來,或者說速度為零。
賽跑就是比速度,也就是平常說的比快慢。但是快慢與速度這兩個概念表麵上看起來是一回事,實際上是有所不同的。就拿烏龜與兔子賽跑的故事來說,在人們的常識中,兔子的速度比烏龜快得多。也就是說兔子是快的代表,烏龜是慢的代表。但是,如果說拿速度是單位時間內所走的路程這個概念來看龜兔賽跑的故事,結果是烏龜的速度比兔子快。在這場比賽中,兔子知道烏龜絕對不是對手,在發出比賽令後,兔子讓烏龜先跑,自己先睡一覺。假設比賽的距離是100米,烏龜需要1小時的話,兔子至少可以睡59分鍾,剩下1分鍾,兔子跑百米也綽綽有餘,因為兔子平時的速度是每分鍾600米。但是,比賽中的烏龜爬出了每小時102米的速度,也就是兔子開始跑的那一刻,烏龜已經到達終點。這時兔子的速度是多少呢?因為它剛起步跑,比賽就結束了,它的速度隻能是零,即使它跳出的一步有10米,由於它也用了59分鍾,因此在這次比賽中的平均時速隻有10.1米,兔子當然慢了很多。也就是說,這個著名的童話故事中的兔子比賽時跑的速度比烏龜慢得多。這種比較速度的方法,就是在相同的路程中比時間,時間花得少的快。
速度是以單位時間內所走過的路程的多少來比較快慢的。單位時間內所走的路程越長,速度就越快。隻說快慢,沒有速度,大家會沒有一個定量的概念,提到速度,在單位相同的前提下,有了量的概念,也就馬上可以知道快慢的程度了。有了速度的概念,也就可以知道進行比較的兩者之間快多少或者慢多少。這使得速度在實際應用中成為生產和生活的重要的物理量,並且在比快慢時,多數情況下是在相同的時間裏比路程。當時間采用單位時間時,所走的路程就是速度。
2.1.1 跑得和烏龜一樣慢的越野車
我們已經知道,速度是運動快慢的度量。
長期的生活和生產實踐,使人們對速度有了基本的認識,對不同運動物體的速度已經有了常識性概念,如陸地上跑得最快的動物是獵豹,20秒能跑800米,海裏遊得最快的是旗魚,半小時可以遊54千米,天空中飛得最快的是褐雨燕,1分鍾能飛3000米。
但是,如果要問這3種動物哪個速度最快,雖然已經給出了它們運動速度的記錄,你也不能馬上回答。為什麼?因為它們速度的單位不一樣,無法進行比較。這時隻能將已經知道的速度換算成同一個單位時間走過多少路程才能比較它們的快慢,如每秒走了多少米。
經過換算,我們可以得出,獵豹的速度是40米/秒,旗魚的速度是30米/秒,而褐雨燕的速度是50米/秒。這就很清楚了,褐雨燕是動物中速度最快的。
事實上,我們對日常生活中的速度也是有概念的。從步行到跑步,從小型機動車到大型機動車,從火車到飛機等,人們對這些不同的物體的運動速度都有一些共識,跑比走快,車比人快,飛機比火車快等,在正常情況下不會搞錯或鬧出笑話。這是因為大家明白,在說起這些不同速度的運動時,用同一個單位來進行比較得出的結論,如都是說的每小時多少千米。如果不是用的同一個單位,那是沒有辦法進行比較的,否則就會鬧出笑話。
現在來看一個用錯速度單位的故事。
有一份快報刊登了一篇報道,某地一人醉酒駕車,開著一輛越野車,把一對父女撞倒,父親當場死亡,女兒送醫院後也因傷勢過重搶救無效死亡。這家快報的記者所寫的《快報調查》中寫道:“當時有人目擊車速80碼/時以上……”一位細心且積極推進使用標準化單位係統的博客,立即指出這個速度概念是錯的。他指出,車速80碼/時的越野車走的和烏龜的速度差不多了,是絕對撞不死人的。正確的說法應該是“當時有人目擊車速80邁/時以上……”
但是,相信許多讀者仍然不明白,碼和邁,究竟是什麼速度單位?確實,不使用標準單位,就無法對速度的快慢有一個概念。例如,每秒多少米或每分鍾多少米,或每小時多少千米,都是完全不同的單位,在進行比較時,一定要換算成相同的單位。至於為什麼會出現不同的單位,仍然是人們表達追求一目了然和明確的需要,如光速,即便秒作時間單位,也是極大的數字,而烏龜的速度顯然不可能用秒來作單位。一個基本的原則是在數值上應該盡量是整數,在時間和距離上盡量用標準單位,如秒、分、小時和米、千米等。
大多數時候和場合,人們采用標準的速度單位。但在一些傳統行業或特殊領域,仍然在使用一些特殊的速度單位。前麵說到的邁或碼就屬於這種情況。
這裏所說的邁,是英製距離單位英裏(哩)mile的音譯,1邁=1.6093千米,這樣說80邁/時,就是說車速達到了128千米/時,即時速是128千米。
而碼也是英製長度單位yard的意譯,1碼=0.9144米,1邁=1760碼。如果將車速每小時80邁說成80碼,那就很可笑了。人的步行速度每小時為4000~5000米,而80碼/時的速度隻相當於每小時行進73米,這比人步行的速度慢得多,隻是人的最快步行速度的1/70,比烏龜還要慢!這麼慢的車是很難撞死人的,這不是很可笑嗎?好在人們基本上能理解這裏所說的碼其實就是邁,也就是車速很高的概念。我們有時聽到有人用碼表示汽車車速,這其實是一種誤用,正確的表示方法應該是用邁,但最好還是用每小時多少千米。