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英里每小时换算成英尺每秒:制动、转弯和加速背后的算术

在美国,车速表读的是英里每小时,但制动、转弯和加速的方程是用英尺和秒写的。120 英尺的制动距离、32 ft/s² 的加速度和 88 ft/s 的速度自然地配在一起。要把 mph 换算成 ft/s,乘以 1.4667,即恰好 22/15:60 mph 是 88 ft/s,100 mph 是 146.7 ft/s,150 mph 是 220 ft/s。上面的计算器在您键入时做乘法,下面各节展示这些数字如何用于制动距离、车道并线和起步时间。

本页涵盖带演算示例的规则、对每个单位的介绍、一次对照和许多日常驾驶的案例,随后是常见的错误。计算在您的浏览器中运行,您输入的内容不会发送到任何地方。对于现实中的驾驶,请遵守法律和路况。

如何把 mph 换算成 ft/s:乘以 1.4667

规则

一英里有 5,280 英尺,一小时有 3,600 秒,所以一 mph 的速度等于 5,280 / 3,600 = 1.466667 ft/s,即恰好 22/15。取您的 mph 数字乘以 1.4667,就把 mph 换算成了 ft/s:15 mph 是 22 ft/s,45 mph 是 66 ft/s,200 mph 是 293.3 ft/s。反过来用 0.6818。

演算示例

30 mph 的汽车以 44 ft/s 移动。20 mph 的学校区域限速是 29.3 ft/s。70 mph 的高速公路速度是 102.7 ft/s,200 mph 的最高速度是 293.3 ft/s。

为什么这个系数是精确的

法定英里恰好是 5,280 英尺,一小时恰好是 3,600 秒。比值 22/15 里没有任何舍入;只有当您把它写成 1.4667 时才出现小数。

一个快速的合理性检验

以 ft/s 计的数字约比以 mph 计的数字大一半。如果一次“把 mph 换算成 ft/s”的计算给出比您起始的还小的数,说明您把系数用反了方向。

英里每小时

仪表盘上的单位

英里每小时是美国和英国日常驾驶的速度单位。限速、车速表、汽车评测和天气报告都使用它。

出现在哪里

路标、车速表、评测、广播和天气公报。

英尺每秒

用于计算的单位

英尺每秒是距离以英尺、时间以秒计时得到的单位。它是计算制动距离和加速度的自然单位,因为重力是 32.174 ft/s²,而道路上的距离是以英尺标示的。

出现在哪里

物理习题、事故重建、制动测试和交通工程手册。

英里每小时对比英尺每秒

一 mph 是 1.467 ft/s,所以以 ft/s 计的数字约大一半。30 mph 的速度是 44 ft/s,100 mph 的是 146.7 ft/s。两者描述的是同一种运动,只是单位的大小不同。

这种换算是精确的,没有隐藏的舍入。唯一的陷阱是方向:从 mph 到 ft/s,数字会变大。

转换在哪里出现

制动距离

在 60 mph,即 88 ft/s 时,反应时间为 1.5 秒的驾驶者在碰到刹车之前行驶 132 英尺。在摩擦系数为 0.7 的干燥沥青路面上,制动距离是 88² / (2 × 0.7 × 32.174) = 172 英尺,所以总共约 304 英尺。“把 mph 换算成 ft/s”的计算是每一次这类计算的第一步。

加速测试

在 4 秒内从 0 加速到 60 mph 的汽车达到了 88 ft/s,所以它的平均加速度是 22 ft/s²,即 0.68 g。在 3 秒内这个数字是 29.3 ft/s²,即 0.91 g。评测给出时间,物理学家想要加速度,二者之间的桥梁就是以 ft/s 计的速度。

转弯

横向加速度是 v² 除以半径。一辆汽车以 60 mph,即 88 ft/s 通过半径 500 英尺的弯道,感受到 15.5 ft/s²,即 0.48 g。同一个弯道以 45 mph,即 66 ft/s 通过,给出 8.7 ft/s²,即 0.27 g。公路工程师用这些数字在弯道上标示建议车速。

制动距离表

在反应时间 1.5 秒和 0.7 g 制动的条件下,总制动距离在 20 mph 时约为 63 英尺,30 mph 时 109 英尺,40 mph 时 164 英尺,50 mph 时 229 英尺,60 mph 时 304 英尺,70 mph 时 388 英尺。以 ft/s 计,起始速度是 29.3、44、58.7、73.3、88 和 102.7。增长比速度更快,因为制动距离与速度的平方成正比。

舍入与显示

对于传单,60 mph 就是 88 ft/s。对于计算,65 mph 是 95.33 ft/s,您应当保留这个值。只对最终结果舍入,并且不要超过原始测量所能证明的位数。

值得记住的路标

15 mph 是 22 ft/s。30 mph 是 44 ft/s。45 mph 是 66 ft/s。60 mph 是 88 ft/s。75 mph 是 110 ft/s。90 mph 是 132 ft/s。120 mph 是 176 ft/s。要目测把 mph 换算成 ft/s,从 60 mph = 88 ft/s 出发,向上或向下按比例推算。

参考阶梯

1 mph 是 1.47 ft/s。5 mph 是 7.33 ft/s。10 mph 是 14.67 ft/s。25 mph 是 36.67 ft/s。55 mph 是 80.67 ft/s。70 mph 是 102.67 ft/s。130 mph 是 190.67 ft/s。200 mph 是 293.33 ft/s。有这样的表格,核对就很容易。

用反向运算来核对

要检验一次“把 mph 换算成 ft/s”的计算结果,把答案乘以 0.6818。如果 60 mph 变成了 88 ft/s,那么 88 乘以 0.6818 就回到 60。第二项检验是大小:以 ft/s 计的数字应当约为以 mph 计的数字的一倍半。

与 km/h 和节的联系

一 mph 是 1.609 km/h 和 0.869 节。100 mph 的汽车以 160.9 km/h 和 146.7 ft/s 行驶。欧洲的驾驶者读 km/h,飞行员和水手读节,而编写公式的工程师使用 ft/s。

一个演算示例

一辆 70 mph 的汽车在 170 英尺内停下。它的速度是 102.7 ft/s,所以减速度是 102.7² / (2 × 170) = 31 ft/s²,约 0.96 g。这是非常猛烈的刹车,接近抓地力的极限。如果不做一次“把 mph 换算成 ft/s”的计算,就无法直接从 mph 的数字得到这个结果。

直线加速赛道

四分之一英里是 1,320 英尺。13 秒跑完它的汽车平均速度为 101.5 ft/s,即 69 mph。如果加速度恒定,终点线上的末速是平均速度的两倍,约 138 mph,即 202 ft/s。直线加速赛车手的成绩单会印出耗时和以 mph 计的末速。

以英尺每秒计的运动

以 100 mph 投出的棒球以 146.7 ft/s 运动,0.41 秒到达本垒。以 170 mph 击出的高尔夫球是 249 ft/s,以 130 mph 发出的网球发球是 190.7 ft/s。转播引用 mph,而运动分析使用 ft/s。

赛车运动

240 mph 的印地赛车在直道上以 352 ft/s 运动,200 mph 的改装房车赛车是 293 ft/s。车队用 ft/s 和 ft/s² 为空气动力学和制动建模,但观众想要的是 mph 的数字。

风与天气

25 mph 的风是 36.7 ft/s,60 mph 的风暴是 88 ft/s,120 mph 的飓风是 176 ft/s。风压随速度的平方上升,所以工程师在确定屋顶和标牌的尺寸时,这些数字很重要。

测试中的紧急制动

消费者测试从 60 mph,即 88 ft/s 制动到停止。110 英尺的距离意味着 35.2 ft/s² 的减速度,即 1.09 g,这是跑车的成绩。140 英尺的距离是 0.86 g,对普通家用车来说很正常。测试报告的是英尺,所以计算需要以 ft/s 计的速度。

船只与河流

30 mph 的摩托艇以 44 ft/s 运动。5 mph 的急流以 7.3 ft/s 流动。休闲船员的手册引用 mph,但阻力计算是用 ft/s 做的。

轻型飞机

轻型飞机在 60 mph,即 88 ft/s 时离地。平均加速度为 0.2 g,即 6.43 ft/s² 时,地面滑跑距离是 88² / (2 × 6.43) = 602 英尺。15 mph,即 22 ft/s 的逆风会明显缩短滑跑。手册以英尺列出距离,所以飞行员和工程师用 ft/s 工作。

电梯与自动扶梯

高层建筑里的高速电梯达到 20 mph,即 29.3 ft/s,而世界上最快的接近 46 mph。自动扶梯以 1 mph,即 1.47 ft/s 移动。美国的电梯规格以英尺每分钟计,所以 ft/s 可作为 mph 与 ft/min 之间的核对。

自由落体

跳伞者达到 120 mph,即 176 ft/s。下落三秒后速度是 96.5 ft/s,即 65.8 mph,但人要大约 12 秒后才达到终端速度,因为空气阻力是逐渐增大的。

声音与超音速飞行

声音以 767 mph,即 1,125 ft/s 传播。1,354 mph,即 1,986 ft/s 的超音速飞机,在海平面是以 1.8 马赫飞行。对飞行员来说,马赫数比 mph 或 ft/s 更重要。

速度与能量

以 60 mph,即 88 ft/s 运动的物体的能量,是它质量的一半乘以 88 的平方。在 120 mph,即 176 ft/s 时,能量是四倍。60 与 70 mph,即 88 与 102.7 ft/s 之间的差别,是多出百分之 36 的能量。

阅读数据表

美国的数据表可能显示“65 mph (95 ft/s)”。括号里的数字用于计算,前面的用于交流。当您只看到一个数字时,使用之前请先检查单位,因为 mph 与 ft/s 相差近百分之 47。

给学生的一张表

笔记本里一张小表可以防止“把 mph 换算成 ft/s”计算中的许多错误:15 mph = 22 ft/s,30 mph = 44 ft/s,45 mph = 66 ft/s,60 mph = 88 ft/s。学生很快就会明白,60 mph = 88 ft/s 是一个基准,可以由此推算任何其他数值。

雷达的容差

容差为一 mph 的道路雷达可能出错 1.47 ft/s。一份报告称一位驾驶者在 65 mph,即 95.3 ft/s 的区域内以 67 mph,即 98.3 ft/s 行驶,显示超出 3 ft/s,数值不大但可测量。

游戏引擎

赛车游戏可能在屏幕上显示 mph,而物理引擎以 ft/s 工作。150 mph 的汽车在代码中是 220 ft/s。为其他市场改编游戏的开发者必须知道常量使用的是哪个单位。

电动汽车与起步

在 1.99 秒内达到 60 mph 的电动汽车以 44.2 ft/s² 加速,即 1.37 g。需要 8 秒的家用两厢车平均为 0.34 g。因为起步时行驶的英尺数是加速度乘以时间平方的一半,这辆快车在最初两秒内只行驶 88 英尺。

送货无人机

美国的规定把小型无人机的对地速度限制在 100 mph,即 146.7 ft/s。以 33 mph 巡航的无人机以 48.4 ft/s 运动。以 mph 引用性能的制造商,还应当为客户的能量计算给出 ft/s。

英里与英尺的历史

英里起初是一千个罗马步,英尺起初是人脚的长度。现代的定义,即每英里 5,280 英尺和每英尺 0.3048 米,是在 1959 年之后确定的,所以两者之间的每一次换算都是精确的。

滑水现象

一条常见的规则把轮胎开始滑水的速度估计为轮胎气压(以 psi 计)平方根的 9 倍。对于 35 psi,那是 53 mph,即 78 ft/s。在积水路面上超过这个速度,轮胎就骑在一层水膜上。驾驶者很少用 ft/s 思考,但这些数字显示可供反应的时间有多短。

并入高速公路

在 10 秒内从 0 加速到 65 mph 的汽车平均为 9.5 ft/s²,即 0.3 g。它的末速度是 95.3 ft/s,在这 10 秒内行驶 476 英尺。比这更短的匝道迫使驾驶者以比车流更慢的速度并入,这是危险的。

碰撞能量

一辆 35 mph,即 51.3 ft/s 的汽车,在 2 英尺的挤压变形中停下,承受 659 ft/s² 的平均减速度,约 20 g。在 70 mph,即 102.7 ft/s 时,同样的变形给出 82 g。这就是为什么溃缩区需要设计者能放进车里的尽可能多的长度。

安全气囊与保险杠的阈值

安全气囊并不打算在轻微撞击中引爆。一个粗略的阈值是 14 mph,即 20.5 ft/s 的等效壁障碰撞。保险杠必须承受 2.5 mph,即 3.67 ft/s 的撞击而不损坏安全系统。“把 mph 换算成 ft/s”的计算显示这样的速度有多小。

心算捷径

要在脑子里把 mph 换算成 ft/s,乘以 3,取一半,再减去百分之 2。对于 60 mph:90 减 1.8 是 88.2,接近精确的 88。对于 100 mph:150 减 3 是 147,对比 146.7。误差不到百分之 0.3。

电子表格公式

要在电子表格中把 mph 换算成 ft/s,把 mph 数值放在 A 列,在 B 列输入 =A2*22/15。反过来是 =B2*15/22。这个分数是精确的,所以单元格不带舍入误差,而且这个公式在所有电子表格程序中都有效。

把 mph 换算成 ft/s 的更多数值

更长的换算列表

如果您需要的数值不在第一个列表里,下面这些进一步的换算也许足够接近,可以直接读取:

• 0.1 mph = 0.146667 ft/s
• 0.5 mph = 0.733333 ft/s
• 3 mph = 4.4 ft/s
• 4 mph = 5.86667 ft/s
• 7 mph = 10.2667 ft/s
• 15 mph = 22 ft/s
• 20 mph = 29.3333 ft/s
• 75 mph = 110 ft/s
• 200 mph = 293.333 ft/s
• 500 mph = 733.333 ft/s
• 2,000 mph = 2,933.33 ft/s
• 10,000 mph = 14,666.7 ft/s

把 mph 换算成 ft/s 时的常见失误

乘法的方向

如果 60 mph 变成了 41,说明您乘的是 0.6818 而不是 1.4667。从 mph 到 ft/s,数字会变大,而 60 mph 恰好是 88 ft/s。

把 mph 当成 ft/s

在 60 mph 离地的飞机,并不是在 60 ft/s 离地。近百分之 47 的误差会使计算出的起飞距离增加一倍多。

过早舍入

如果速度将在性能公式中被平方,请保留小数直到最后。

快速问答

把 mph 换算成 ft/s 的公式是什么?

英尺每秒等于英里每小时乘以 1.4667。

60 mph 是多少英尺每秒?

恰好 88 ft/s。

100 mph 是多少英尺每秒?

146.67 ft/s。

一英尺每秒是多少 mph?

0.6818 mph。

有什么东西被上传吗?

没有,所有计算都留在您的浏览器中。

相关页面

其他速度换算器列在这里:把 mph 换算成 m/s、把 mph 换算成节、把 km/h 换算成 ft/s、把 m/s 换算成 ft/s、把 ft/s 换算成 m/s、把 km 换算成 mi、把 mi 换算成 km、把 °C 换算成 °F、把 °F 换算成 °C。如果您需要相反的方向,请前往把 ft/s 换算成 mph。

请记住要点:1.4667 把 mph 变成 ft/s,88 ft/s 恰好等于 60 mph,单位总是跟着数字走。您输入的一切都由您自己的浏览器处理。