只要跑得夠快悲傷就追不上你，但GPS可以啊

　　2018-10-29 22:00科技/果殼/科普

　　天上飛的，地上爬的，水裡游的...... 世間萬物都在運動，只不過因參照不同而有快慢之分。

　　

　　為了掌握不同物體的運動規律，製造出更快更強的工具和設備，測速，就成了一個重要的命題。

　　還記得課本上是怎麼教你測算速度的嗎？

　　

　　利用打點計時器可得到兩點間距離和所用時間，兩者的比值即為兩點之間的平均速度｜高中物理試題

　　大多數測速方法，核心原理都是利用速度的定義，即物體運動的路程除以運動所用的時間。如果是變速運動，為了獲知速度怎樣隨時間變化，可以通過縮短測量時間、增加測量次數來實現。

　　近代幾百年間，人類科技飛速發展，目前對於長度和時間的測量，已經能達到很高的精度，比如長度可以測量到亞原子級別（約10-12米），原子鐘的計時精度，可以達到10-15秒（上百億年才有1秒的誤差）。

　　加上超聲波、電磁波、激光這些工具，理論上，我們在地面上看到的一切物體，都能測速。

　　早期，對於帶輪*的交通工具，被用來測速的是機械式的轉速測量儀器。速度表與轉軸直接相連，可以直接測量車子輪軸的轉速。

　　現在用的更廣泛的，是測速感測器，利用光電或磁電原理，產生周期性的電信號，並據此算出速度。

　　

　　輪速感測器在車輪轉動時會產生並傳遞電信號，轉化后可得到車輪轉速｜repairpal.com

　　在高速公路上，出於安全考慮，必須嚴格控制車輛的速度。

　　這時候常用的測速方法有區間測速，就是在路上固定兩個監測點，記錄車輛通過的時間，據此計算區間內的平均速度。記錄的方法可以很多樣，比如人見人怕的超速拍照。

　　

　　圖丨 sina.com.cn

　　還有一種是雷達測速，利用了光波的多普勒效應。

　　物體運動時，碰到儀器發出的光波，反射波的頻率會因此發生變化。頻率的變化和物體速度有關，利用這個特點，只發出和接收一個脈衝信號就可以獲得車輛的速度信息。

　　

　　雷達測速的原理｜作者供圖

　　對於一些高速運轉，無法近距離測量的物體，測速方法可謂是花樣百出。

　　飛機的速度是怎麼測出來的？答案是利用飛行時受到的氣流壓力。

　　飛機上自帶測速用的空速管，又叫大氣感測器。

　　

　　飛機上的空速管 | zh.wikipedia.org

　　飛行時氣流從空速管流入，管內的感受器能測出氣流的壓力，而氣流壓力和飛行速度有關，通過計算就能知道速度。

　　另外飛機上都有慣性測量裝置，能測量飛機的加速度（速度隨時間的變化），通過一些數學處理也能算出速度，不過這種方法的精度會隨飛行時間的增加而下降。

　　還有一個大招，通吃地球上幾乎所有的交通工具,那就是GPS測速。

　　只要你在物體上放置衛星定位裝置，通過接受天上幾個不同位置的衛星發出的精確時間信號，就能精確定位物體位置的移動和時間，測速自然小菜一碟。

　　

　　圖丨stackexchange.com

　　運動場上，更是各種測速黑科技大顯身手的時候。

　　比如在網球、羽毛球等各種高速球類運動中，常見的測速手段是雷達測速槍以及速度追蹤系統。

　　賽場邊設置的雷達測速槍，通過電磁波的頻率改變來計算球的瞬時速度。

　　

　　雷達測速槍｜Athla youtube channel

　　在賽場高空處設有速度追蹤系統，多架高速攝像機追蹤球的飛行軌跡，以記錄下運動員在絕殺扣球時，球所能達到的最高速度。

　　

　　圖丨popularmechanics.com

　　編輯：張帥琰，胡曉，李小葵

　　少年編委：周子喬，李淏嘉，張櫪元，鄭之玥，閆瑾坤，厲佳寧