Kotna hitrost proti tangencialni hitrosti
Kotna hitrost in tangencialna hitrost sta dva pomembna pojma pri gibanju snovi. Obseg tega članka je opisati oba koncepta, kotno hitrost in tangencialno hitrost, ter predstaviti osnovne razlike med njima.
Kaj je kotna hitrost?
Kotna hitrost je dogodek, o katerem razpravljamo v kotnem gibanju. Gibi, kot so lopatice vrtljivega ventilatorja ali tekaškega kolesa, imajo kotno gibanje. Za razložitev kotnega gibanja se uporablja radialni kot. Ena stran tega kota se premika skupaj s predmetom, druga pa ostaja mirna glede na zemljo. Kot je znan kot kotni premik. Hitrost spremembe kotnega premika je znana kot kotna hitrost, hitrost spremembe kotne hitrosti pa kot kotni pospešek. Kotna hitrost je izražena v radianih na sekundo ali vrtljajih na sekundo. Sprememba kotne hitrosti predmeta zahteva zunanji čisti navor, ki deluje na sistem. Druga lastnost, o kateri razpravljamo s kotno hitrostjo, je kotni moment. Kotni moment je enak zmnožku vztrajnostnega momenta predmeta okoli vrtilne osi in kotne hitrosti. Kinetična energija rotacije sistema je enaka zmnožku vztrajnostnega momenta in kotne hitrosti na kvadrat, deljene z dvema. Kotna hitrost je ustrezna količina, ki nam daje vtis, kako hitro se predmet vrti. To je običajno označeno z ω.
Kaj je tangencialna hitrost?
Da bi razumeli koncept tangencialne hitrosti, moramo najprej razumeti koncept hitrosti v kartezijanskem koordinatnem sistemu. V vektorski obliki lahko hitrost označimo kot hitrost spremembe vektorja položaja. Če objekt sledi ukrivljeni poti, se hitrost predmeta spremeni zaradi hitrosti spremembe položajnega vektorja in spremembe smeri. Tangenska črta na krivuljo je ravna črta, ki je vzporedna z izredno majhnim delom krivulje okoli točke, na katero je narisana tangencialna. Takojšnja linearna hitrost predmeta je enaka tangencialni hitrosti. Ker sta tangencialna hitrost in linearna hitrost vzporedni, je tangencialna hitrost vedno v ravni črti. Pri nelinearnih gibih je potrebna sila za spremembo smeri hitrosti predmeta. Enota tangencialne hitrosti je meter na sekundo. Če se sila med predmetom in središčem odstrani, se enakomerno krožno gibanje premika v smeri tangencialne hitrosti. Za objekt, ki se giblje po krožni poti s polmerom r in maso m s kotno hitrostjo ω, je tangencialna hitrost enaka polmeru in produktu kotne hitrosti.
Kakšna je razlika med kotno hitrostjo in tangencialno hitrostjo?
• Kotna hitrost je kotna lastnost, ki se meri v radianih na sekundo.
• Tangencialna hitrost je linearna lastnost, merjena v metrih na sekundo.
• Za dani polmer sta kotna hitrost in tangencialna hitrost sorazmerni.
