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최근 수정 시각 : 2024-12-14 20:29:01

속도


1. 일상 용어2. 물리학 용어
2.1. 좌표계 표현2.2. 연속반응 공학
2.2.1. 활성탄 유속 예시2.2.2. 선속도2.2.3. 공간속도
3. 교통공학 용어4. 창작물에서
4.1. 공격속도4.2. 리듬 게임에서의 속도4.3. 시뮬레이션 게임에서의 속도4.4. 레이싱 게임에서의 속도4.5. 롤플레잉 게임에서의 속도
5. 드립6. 관련 문서

1. 일상 용어

/ Speed

빠르기와 같은 뜻이다. m/s, km/h 등의 단위로 '측정'된 숫자로 나타나는 움직이는 물체의 운동을 서술하는 것이 아닌 아닌 '속도 조절', '성장 속도', '속도를 붙이다'와 같이 사용되는 일상용어인 속도를 영어로 번역할 때에는 대개 speed로 번역해야 한다. velocity는 격식을 차리거나, 그 크기가 강조되거나, 동어반복을 피하고자 할 때 사용한다. 그렇다보니 영어 speed를 한국어로 번역할 때도, 대부분의 경우 ‘속도’로 번역한다.

이와 관련된 우스개가 있는데,
인생은 속도가 아니라 방향이다 - 괴테
Life is not speed but direction
이 명언을 보고 "물리학에서 속도(velocity)는 방향을 포함한다." 라고 반박하는 것이다. 공대 개그의 일종. 인생이 움직이는 물체가 아니지만, 무형의 물체에도 빠르기와 관련된 것들에는 모두 속력과 방향성이 존재하기 때문에 나올 수 있는 말이다.

참고로 원문을 보면 speed, 즉 물리학 용어로는 속력과 같기 때문에 따지고 들면 원문은 물리학적 용어로 해석해도 문제가 없고, 번역문은 물리학적 용어로 해석하면 오히려 이상해진다.

2. 물리학 용어

고전역학
Classical Mechanics
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velocity[1] · · Geschwindigkeit[2]

움직이는 물체의 시간당 위치 변화를 나타내는 물리량. 벡터량으로서, 위치 변화를 시간에 대해 미분하면 나온다. 기호는 보통 [math(\vec{v})], [math(\bold{v})]를 쓴다.

비슷한 개념인 속력(, speed)과 혼동할 수 있다. 속도와 속력 모두 단위는 m/s, km/h 등을 사용하지만, 속도는 속력과 달리 거리의 기준으로 이동 거리가 아닌 변위를 사용한다. 변위란 한 점에서 다른 점까지 가는 가장 짧은 최단거리를 의미한다. 이게 무슨 말이냐면, 한 지점에서 다른 지점까지 곡선이든 직선이든 어떤 경로로 가더라도 출발점과 도착점 사이의 최단 거리만을 잰다는 것이다. 예를 들어, 어느 한 지점에서 오른쪽으로 10m를 갔다가 다시 왼쪽으로 10m를 가면 처음에 출발한 지점으로 돌아올 것이다. 이때 이동 거리는 20m인데 변위는 0m이다.(시작점에서 출발하자마자 불을 끄고 이동 후 도착한 후에 불을 켜는 것으로 비유하곤 한다.) 이때 시간이 2초 걸렸다면 평균 속력은 20m/2s=10m/s이지만 평균 속도는 0m/s이다.

속도는 한 변위를 가는 동안 걸린 시간으로 변위를 나눠서 나오는 개념으로, 전형적인 벡터량이다. 그렇기 때문에 크기가 같아도 방향이 다르면 서로 다른 물리량이다. 이와 달리 속력은 크기만 있는 스칼라로, 순간 속도 벡터의 크기로 표현된다. 그래서 속도 [math(\vec v)]는 [math(\displaystyle \vec v = \frac {\Delta \vec s} {\Delta t})]로 정의된다.

물리학에서는 더 자주 쓰이는 개념일 수밖에 없다. m/s가 사용된 개념, 가속도 등등의 단위가 전부 변위를 사용하는 속도를 사용하기 때문이다. 하지만 속도와 속력 둘 다 중요한 개념이다. 2차원 이상에서는 앞뒤라는 개념뿐만이 아니라 방향의 개념이 추가되기 때문에 속도는 벡터량일 수밖에 없지만, 속력은 이동 거리를 나타내기 때문에 어느 방향이든 거리가 누적되기 때문이다.

평균 속도와 순간 속도가 있는데, 평균 속도는 두 지점 사이의 변위를 걸린 시간으로 나누는 것이지만, 순간 속도는 미분의 원리를 사용, 미소시간동안 간 미소변위로 측정하는 것이다.

자동차철도 분야 등 교통 분야에서는 특히 많이 쓰인다.

2.1. 좌표계 표현

속도는 위치 [math(\mathbf{r} = (x,y,z))]를 미분한 것이므로, 다음과 같이 쓸 수 있다.

[math(\displaystyle \mathbf{v} = \frac{\mathrm{d}\mathbf{r}}{\mathrm{d}t} = \left( \frac{\mathrm{d}x}{\mathrm{d}t}, \frac{\mathrm{d}y}{\mathrm{d}t}, \frac{\mathrm{d}z}{\mathrm{d}t} \right) = \dot{x} \mathbf{\hat{x}} + \dot{y} \mathbf{\hat{y}} + \dot{z} \mathbf{\hat{z}} )]

이때 문자 위의 점은 시간에 대한 미분을 나타내며, [math(\mathbf{\hat{x}})] 등은 단위벡터이다. 그러나 이 식은 직각좌표계에서만 쓸 수 있는 식으로, 다른 종류의 좌표계에서는 단위벡터의 미분을 고려해야 하기 때문에 다른 형태로 나타나게 된다.

[math(\displaystyle \mathbf{v} = \mathbf{\dot{r}} = \dot{r} \mathbf{\hat{r}} + r \dot{\theta} \boldsymbol{\hat{\theta}} + \dot{z} \mathbf{\hat{z}} )]

위의 원통 좌표계 식에서 [math(z)]방향을 제외하면 2차원 극좌표계에서의 식을 얻을 수 있다.

[math(\displaystyle \mathbf{v} = \mathbf{\dot{r}} = \dot{r} \mathbf{\hat{r}} + r \dot{\theta} \boldsymbol{\hat{\theta}} )]


[math(\displaystyle \mathbf{v} = \mathbf{\dot{r}} = \dot{r} \mathbf{\hat{r}} + r \dot{\theta} \boldsymbol{\hat{\theta}} + r \dot{\phi} \sin{\theta} \boldsymbol{\hat{\phi}} )]

2.2. 연속반응 공학

2.2.1. 활성탄 유속 예시

활성탄 연속식 반응 탱크에서, 단위 시간당 단위 부피 활성탄(충전물)을 통과하는 기체나 액체의 양(부피)을 계산하고 이를 공간속도(space velocity,SV) [math( 유입량 m^3/hr \div 활성탄(부피)m^3 = \square /hr )]로 표현할수있다. [3]

2.2.2. 선속도

한편 기체나 액체의 양(부피)을 유량(Q)으로 설정하고 이를 단면적과 길이로 재해석해 다루어 볼수있다.
[math( 유속(v)= \dfrac{L(길이)}{t(체류시간)}= \dfrac{m}{hr} )]일때
[math( 단면적(A)=\dfrac{Q}{v} = \dfrac{m^3/hr}{m/hr} =m^2)]이다.
이렇게 유량(flow,Q)은 유속([math( v )])을 가정하고 입체적([math( {m^3})])인것으로부터 분해해 이를 단면적(A,[math( {m^2})])과 길이(L,[math( {m})])로 다루어 볼수있다.
이러한 맥락(context)에서 활성탄(부피)을 활성탄의 충전 층높이(Bed Height,BH)로 나누어 활성탄 단면적[math( A = m^2)]를 조사해보면
[math( Q \left(m^3/hr\right) \div 활성탄 단면적 \left(m^2 \right) = 여과속도(m^3/m^2\cdot hr 또는 m^3/m^2/hr) )]를 조사하고 이를 선속도(line velocity) LV로 다루어 볼수있다.
따라서 선속도(LV) [math( m/hr )]를 조사할수있다.

2.2.3. 공간속도

따라서 선속도(LV) [math( m/hr )]를 사용해 [math( LV / BH = SV)]임을 확인하고 공간속도(SV)를 다시 이해해볼수있다.
[math( LV(m/hr) / BH(m) = 1/hr = SV)]

3. 교통공학 용어

4. 창작물에서

가상매체에서 속도는 초고속능력으로서 초능력의 한 가지로 등장하기도 한다. 대표적인 속도 능력자는 DC 코믹스플래시마블 코믹스퀵실버 등을 꼽을 수 있다.

온라인 게임 같은 곳에서는 속도에 환장하는 유저들이 여럿 있다. 볼사리노라는 분이 이르시기를 이것은 곧 중량이라 카더라

속도는 각종 게임에서 많이 사용되는 요소이기도 하다.

4.1. 공격속도

해당 문서로.

4.2. 리듬 게임에서의 속도

몇몇 리듬 게임에서는 노트가 떨어지는 속도를 사용자의 취향에 따라 조절하는 기능이 있다. 보통 BPM에 n배를 거는 경우가 많기 때문에 "배속"이라고도 한다. 개중에 몇은 상세 속도를 조절할 수 있기도 하다.

4.3. 시뮬레이션 게임에서의 속도

도시 따위를 성장시키는 류의 게임에서 차를 업그레이드시키면 그 속도가 늘어나 도시 따위의 성장을 촉진시킬 수 있다.

4.4. 레이싱 게임에서의 속도

대부분의 레이싱 게임은 차종별로 속도가 천차만별이다. 물론 속도가 빨라서 나쁠 건 없지만, 속도가 너무 빠르면 드리프트가 힘들어지기 때문에 커브길에선 엄청난 수난(?)을 겪어야 한다. 예를 들면 마리오 카트 DS쿠파

4.5. 롤플레잉 게임에서의 속도

속도(또는 민첩)라는 능력치에 따라 선공 순서가 결정되는 게임이 있다. 그 예로 ATB를 채택한 게임이나 마리오&루이지 RPG 시리즈가 존재한다. 이게 뭔 능력치인지 몰라 안찍고 지나가는 경우도 허다하다.

5. 드립

대한민국 특유의 빨리빨리 문화 때문에 한국인이 좋아하는 속도 라는 드립이 있다.

6. 관련 문서


[1] 라틴어로 빠르다라는 뜻의 velox에서 유래.[2] 독일어. 참고로 독일어의 가공할 만한 합성어 제조 능력, 즉 조어력(造語力)을 보여주는 단어의 대표격으로 '속도 제한'을 의미하는 "Geschwindigkeitsbegrenzung"이라는 단어가 소개되기도 한다. 물론 대체어로 "Tempolimit"라는 단어가 더 자주 쓰인다.[3] \[삼천리활성탄\] 교체및설계 #