Prędkość kątowa a prędkość styczna
Prędkość kątowa i prędkość styczna to dwa ważne pojęcia w ruchu materii. Celem artykułu jest opisanie dwóch pojęć, prędkości kątowej i prędkości stycznej, oraz przedstawienie podstawowych różnic między nimi.
Co to jest prędkość kątowa?
Prędkość kątowa to zdarzenie omawiane w ruchu kątowym. Ruchy, takie jak łopatki obracającego się wentylatora lub koła jezdnego, mają ruch kątowy. Kąt promieniowy służy do wyjaśnienia ruchu kątowego. Jedna strona tego kąta porusza się wraz z obiektem, podczas gdy druga pozostaje nieruchoma względem ziemi. Kąt jest znany jako przemieszczenie kątowe. Szybkość zmiany przemieszczenia kątowego jest znana jako prędkość kątowa, a szybkość zmiany prędkości kątowej jest znana jako przyspieszenie kątowe. Prędkość kątowa jest wyrażona w radianach na sekundę lub obrotach na sekundę. Zmiana prędkości kątowej obiektu wymaga zewnętrznego momentu netto działającego na system. Inną właściwością omawianą z prędkością kątową jest moment pędu. Moment pędu jest równy iloczynowi momentu bezwładności obiektu wokół osi obrotu i prędkości kątowej. Obrotowa energia kinetyczna układu jest równa iloczynowi momentu bezwładności i prędkości kątowej do kwadratu podzielonej przez dwa. Prędkość kątowa to odpowiednia wielkość, która daje nam wrażenie, jak szybko obraca się obiekt. Jest to zwykle oznaczane przez ω.
Co to jest prędkość styczna?
Aby zrozumieć pojęcie prędkości stycznej, należy najpierw zrozumieć pojęcie prędkości w kartezjańskim układzie współrzędnych. W postaci wektorowej prędkość można określić jako szybkość zmiany wektora położenia. Jeśli obiekt porusza się po zakrzywionej ścieżce, prędkość obiektu zmienia się z powodu zarówno szybkości zmiany wektora położenia, jak i zmiany kierunku. Linia styczna do krzywej to linia prosta równoległa do bardzo małej części krzywej wokół punktu, w którym rysowana jest styczna. Chwilowa prędkość liniowa obiektu jest równa prędkości stycznej. W ruchu liniowym, ponieważ prędkość styczna i prędkość liniowa są równoległe, prędkość styczna jest zawsze w linii prostej. W przypadku ruchów nieliniowych wymagana jest siła, aby zmienić kierunek prędkości obiektu. Jednostką prędkości stycznej są metry na sekundę. W przypadku ruchu jednostajnego po okręgu, jeśli siła między obiektem a środkiem zostanie usunięta, obiekt ma tendencję do poruszania się w kierunku prędkości stycznej. Dla obiektu poruszającego się po torze kołowym o promieniu r i masie mz prędkością kątową ω, prędkość styczna jest równa iloczynowi promienia i prędkości kątowej.
Jaka jest różnica między prędkością kątową a styczną?
• Prędkość kątowa to właściwość kątowa mierzona w radianach na sekundę.
• Prędkość styczna to właściwość liniowa mierzona w metrach na sekundę.
• Dla danego promienia prędkość kątowa i prędkość styczna są proporcjonalne.
