Kotna hitrost proti tangencialni hitrosti
Kotna in tangencialna hitrost sta dva pomembna pojma pri gibanju snovi. Namen tega članka je opisati dva koncepta, kotno hitrost in tangencialno hitrost, ter predstaviti osnovne razlike med njima.
Kaj je kotna hitrost?
Kotna hitrost je dogodek, obravnavan pri kotnem gibanju. Gibanja, kot so lopatice vrtečega se ventilatorja ali tekočega kolesa, imajo kotno gibanje. Za razlago kotnega gibanja se uporablja radialni kot. Ena stran tega kota se premika skupaj s predmetom, druga pa miruje glede na zemljo. Kot je znan kot kotni premik. Hitrost spremembe kotnega premika je znana kot kotna hitrost, stopnja spremembe kotne hitrosti pa kotni pospešek. Kotna hitrost je izražena v radianih na sekundo ali obratih na sekundo. Sprememba kotne hitrosti predmeta zahteva zunanji neto navor, ki deluje na sistem. Druga lastnost, o kateri razpravljamo pri kotni hitrosti, je kotna količina. Kotna količina je enaka zmnožku vztrajnostnega momenta predmeta okoli rotacijske osi in kotne hitrosti. Rotacijska kinetična energija sistema je enaka zmnožku vztrajnostnega momenta in kvadrata kotne hitrosti, deljenem z dva. 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 kartezičnem koordinatnem sistemu. V vektorski obliki lahko hitrost označimo kot hitrost spremembe vektorja položaja. Če predmet sledi ukrivljeni poti, se hitrost predmeta spremeni zaradi obeh, hitrosti spremembe vektorja položaja in spremembe smeri. Tangenta na krivuljo je ravna črta, ki je vzporedna z zelo majhnim delom krivulje okoli točke, kjer je narisana tangencija. Trenutna linearna hitrost telesa je enaka tangencialni hitrosti. Ker sta tangencialna hitrost in linearna hitrost pri linearnem gibanju vzporedni, je tangencialna hitrost vedno v premici. Za nelinearna gibanja je potrebna sila za spremembo smeri hitrosti predmeta. Enota tangencialne hitrosti je meter na sekundo. Pri enakomernem krožnem gibanju, če se sila med predmetom in središčem odstrani, se predmet premika v smeri tangencialne hitrosti. Za telo, ki se giblje po krožnici s polmerom r in maso m s kotno hitrostjo ω, je tangencialna hitrost enaka produktu polmera in 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 radij sta kotna in tangencialna hitrost sorazmerni.
