Kulmanopeus vs tangentiaalinopeus
Kulmanopeus ja tangentiaalinen nopeus ovat kaksi tärkeää käsitystä aineen liikkeissä. Tämän artikkelin tarkoituksena on kuvata kahta käsitettä, kulmanopeus ja tangentiaalinen nopeus, ja esittää niiden väliset peruserot.
Mikä on kulmanopeus?
Kulmanopeus on tapahtuma, josta keskustellaan kulmaliikkeessä. Liikkeillä, kuten pyörivän tuulettimen tai pyörän terillä, on kulmaliike. Säteiskulmaa käytetään kulmaliikkeen selittämiseen. Tämän kulman toinen puoli liikkuu esineen kanssa, kun toinen pysyy paikallaan maan suhteen. Kulma tunnetaan kulman siirtymänä. Kulmapoikkeaman muutosnopeutta kutsutaan kulmanopeudeksi ja kulmanopeuden muutosnopeutta kutsutaan kulmakiihtyvyydeksi. Kulmanopeus ilmaistaan joko radiaaneina sekunnissa tai kierroksina sekunnissa. Esineen kulmanopeuden muutos vaatii järjestelmään vaikuttavan ulkoisen nettomomentin. Toinen ominaisuus, josta keskustellaan kulmanopeuden kanssa, on kulmamomentti. Kulmamomentti on yhtä suuri kuin kohteen hitausmomentin tulo pyörimisakselin ja kulmanopeuden suhteen. Järjestelmän kiertokineettinen energia on yhtä suuri kuin hitausmomentin ja kulmanopeuden neliön jako kahdella tulo. Kulmanopeus on oikea määrä, joka antaa meille vaikutelman kuinka nopeasti esine pyörii. Tätä merkitään yleensä ω: lla.
Mikä on tangentiaalinen nopeus?
Tangentiaalisen nopeuden käsitteen ymmärtämiseksi on ensin ymmärrettävä nopeuden käsite suorakaiteen koordinaatistossa. Vektorimuodossa nopeutta voidaan merkitä sijaintivektorin muutosnopeudella. Jos kohde seuraa kaarevaa polkua, kohteen nopeus muuttuu molempien, sijaintivektorin muutosnopeuden ja suuntamuutoksen takia. Käyrän tangenttiviiva on suora viiva, joka on yhdensuuntainen äärimmäisen pienen käyrän osan kanssa tangentin piirretyn pisteen ympärillä. Kohteen hetkellinen lineaarinen nopeus on yhtä suuri kuin tangentiaalinen nopeus. Koska tangentiaalinen nopeus ja lineaarinen nopeus ovat lineaarisessa liikkeessä, tangentiaalinen nopeus on aina suorassa linjassa. Epälineaarisissa liikkeissä tarvitaan voima kohteen nopeuden suunnan muuttamiseksi. Tangentiaalisen nopeuden yksikkö on metriä sekunnissa. Tasaisen pyöreän liikkeen saavuttamiseksi, jos kohteen ja keskipisteen välinen voima poistetaan, esineellä on taipumus liikkua tangentiaalisen nopeuden suuntaan. Objektille, joka liikkuu pyöreällä polulla, jonka säde on r ja m m, jolla on kulmanopeus ω, tangentiaalinen nopeus on yhtä suuri kuin säde ja kulmanopeuden tulo.
Mitä eroa on kulmanopeudella ja tangentiaalisella nopeudella?
• Kulmanopeus on kulmaominaisuus, joka mitataan radiaaneina sekunnissa.
• Tangentiaalinen nopeus on lineaarinen ominaisuus, joka mitataan metreinä sekunnissa.
• Tietyllä säteellä kulmanopeus ja tangentiaalinen nopeus ovat verrannollisia.
