Kulkunopeus

Kulkunopeus on liikkuvan kappaleen nopeuden ja suunnan ominaisuus. Se on vektori, jonka suuruus on kappaleen nopeus ja jonka suunta osoittaa liikkeen tangentille sen rea­lisella tiellä. Käytännössä kulkunopeus kertoo sekä kuinka nopeasti kappale liikkuu että mihin suuntaan.

Yksikkö on metriä sekunnissa (m/s). Instantaneous kulkunopeus määritellään ajanhetkellä t pisteessä t tilan r(t) derivaatana: v(t) = d r(t)/d t. Kun liike on 1D tai kappale liikkuu yhdensuuntaisesti, v(t) vastaa nopeuden skalaarista suuruutta, mutta yleisesti kyse on vektorista, jossa suunta on olennaisesti mukana.

Keskimääräinen kulkunopeus luvulla yli ajanjakson määritellään vektorin avukäyttöisesti: Δr/Δt, eli muutoksen suhde aikaan. Kulkunopeus voi vaihdella ajassa, mikä johtaa kiihtyvyyteen a(t) = dv/dt. Kiertoliikkeessä tangentin suuntainen kulkunopeus liittyy sekä reunoilta että kulmasta: v = ω r, jossa ω on kulmanopeus ja r säde.

Kulkunopeutta mitataan ja tulkitaan erityisesti fysiikassa, tekniikassa ja liikenteessä. Sitä käytetään mm. määrittelemään reitin muotoa, ajan kulkua sekä liikkuvan kappaleen energian ja momentin liittyviä suureita. Eri konteksteissa erotetaan usein perusnopeus (nopeuden suuruus) ja vektoroitu kulkunopeus, joka sisältää suunnan. Esimerkki: auto liikkuu 20 m/s pohjoiseen.