Postavme na startovní čáru slavnou želvu a zajíce, kteří vyběhnou ve stejný okamžik z téhož místa a běží po stejné cestě do cíle. Tam doraí určitě dřív zajíc než želva. Veličina, která by odlišila oba pohyby se nazývá průměrná rychlost. K popisu pohybu používáme tzv. kinematické veličiny, jejichž značky pocházejí z těchto slov: spatium (dráha), velocitas (rychlost), tempus (čas). Průměrná rychlost se vypočítá jako
Jednotkou rychlosti je m s–1, často se však používá jednotka km h–1. K převodu těchto jednotek můžeme použít tyto vztahy
Podle rychlosti dělíme pohyby na rovnoměrný (rychlost se nemění) a nerovnoměrný pohyb (rychlost se mění).
Lidským rekordmanem v běhu na 100 m je od roku 2009 jamajský běžec Usain Bolt, který v tento rok zaběhl na berlínské dráze tuto vzdálenost za 9,58 s. Jeho rychlost se blížila 45 km/h. Při srovnání s živočišnou říší je i Bolt průměrným až podprůměrným běžcem. Do kapsy by ho strčil i zajíc, kočka, grizzly, prase divoké, žirafa, vlk a nebo klokan. Nejrychlejším tvorem na Zemi je velmi malý poběžník Banksův (Paratarsotomus macropalpis), který žije na jihu Kalifornie. Je schopen za sekundu uběhnout vzdálenost převyšující 300násobek své délky. Pro porovnání – kdyby byl člověk schopen podobného výkonu, urazil by za sekundu shruba 500 m a běžel by rychlostí okolo 1800 km/h.
Paratarsotomus macropalpis.
Zdroj: The Journal of Experimental Biology.
A jak jsou rychlí ostatní živočichové? Mezi nejrychlejší savce na krátké vzdálenosti patří gepard, který na vzdálenost 200 m dokáže vyvinout rychlost až 120 km/h. Z nuly na 100 km/h dokáže zrychlit za pouhé čtyři sekundy. Nejlepším vytrvalcem je vidloroh americký, u kterého patří rychlost k obranným prostředkům před predátory. Na vzdálenost 200 m dokáže vyvinout rychlost až 100 km/h, vzdálenost 1,6 km uběhne rychlostí 68 km/h a 6,4 km uběhne průměrnou rychlostí 56 km/h. Takových rychlostí dosáhne vidloroh díky velkým plicím, objemnému srdci a širokým průdušnicím. Nejrychlejším ptákem je sokol stěhovavý. Ten při střemhlavém letu (volném pádu) dosáhne maximální rychlosti 200 km/h. Skutečně nejrychlejším letcem je rorýs obecný, který dokáže vyvinout rychlost až 110 km/h. Ve vodě je nejrychlejší plachetník atlantský, který může svištět vodou rychlostí téměř 110 km/h.
Naopak nejpomalejším savcem na zemi je lenochod tříprstý. V případě nutnosti dokáže ulézt 1,8 až 2,4 m za minutu. Protože má velmi slabé zadní nohy, tak při pohybu leží a přitahuje se předními končetinami. Mezi další loudy patří šnek s rychlostí okolo 3 m/h nebo mořský koník s rychlostí 1,5 m/h.
V poklusu bychom mohli překonat celou řadu zvířat považovaných za velmi vytrvalé běžce. Špičkoví maratónci se pohybují něco přes dvě hodiny rychlostí necelých 20 kilometrů za hodinu. Velcí psi vydrží přibližně stejnou rychlost (vlastně jim vyhovuje o něco vyšší) jen pár desítek minut a pak přejdou do pomalejšího poklusu. Koně sice cválají rychleji (až 30 km/h), ale také takovou rychlost udrží maximálně pár desítek minut. Gepard sice umí dosáhnout rychlosti až 100 km/h, ale jen na pár stovek metrů. Jinými slovy, jak se prodlužuje trať, měli bychom se v průběžném pořadí posouvat výše a výše. Čím to je? Při běhu na delší vzdálenosti máme hlavní výhodu v termoregulaci, v pocení. Většina zvířat se zbavuje přebytečného tepla dýcháním, proto musí při delším běhu rychleji dýchat. To znamená citelnou ztrátu energie. Navíc nám v běhu pomáhá Achillova šlacha, která funguje jako pružina a přeměňuje část energie z dopadu na odraz.
Dosud jsme uvažovali jen o velikosti rychlosti. K určení rychlosti potřebujeme kromě její velikosti znát i její směr. Rychlost je tedy veličina vektorová, okamžitá rychlost má vždy směr tečny k trajektorii v daném místě.
Rychlost jako vektorová veličina.
Zdroj: Techmania Science Center. Autor: Magda Králová. Under Creative Commons.
K měření okamžité rychlosti slouží tachometr. Ohebná spojka, vedená z automobilové převodovky, otáčí malým permanentním magnetem rychlostí úměrnou rychlosti auta. Rotující magnet je obklopen dutým hliníkovým bubínkem, který je spojen s ručičkou tachometru. Na druhé straně hliníkového bubínku je umístěn pevný železný prstenec. Při pohybu magnetu indukuje magnetické pole uzavřené mezi magnetem a železným prstencem v hliníkovém bubínku malé elektrické proudy. Ty způsobují, že se bubínek snaží rotovat. Proti tomuto pohybu působí slabá pružina. Čím rychleji se magnet otáčí, tím více se ručička tachometru vychýlí. U letadel se rychlost měří pomocí pittotovy trubice. Radar na měření rychlosti využívá dopplerova jevu.
