Uhlová rýchlosť vs tangenciálna rýchlosť
Uhlová rýchlosť a tangenciálna rýchlosť sú dva dôležité pojmy v pohyboch hmoty. Cieľom tohto článku je popísať dva pojmy, uhlovú rýchlosť a tangenciálnu rýchlosť, a predstaviť základné rozdiely medzi nimi.
Čo je to uhlová rýchlosť?
Uhlová rýchlosť je udalosť diskutovaná v rámci uhlového pohybu. Pohyby ako lopatky rotujúceho ventilátora alebo bežiace koleso majú uhlový pohyb. Na vysvetlenie uhlového pohybu sa používa radiálny uhol. Jedna strana tohto uhla sa pohybuje s objektom, zatiaľ čo druhá zostáva nehybná vzhľadom na zem. Uhol je známy ako uhlové posunutie. Rýchlosť zmeny uhlového posunu je známa ako uhlová rýchlosť a rýchlosť zmeny uhlovej rýchlosti sa nazýva uhlové zrýchlenie. Uhlová rýchlosť sa vyjadruje buď v radiánoch za sekundu, alebo v otáčkach za sekundu. Zmena uhlovej rýchlosti objektu vyžaduje externý čistý krútiaci moment pôsobiaci na systém. Ďalšou vlastnosťou diskutovanou s uhlovou rýchlosťou je moment hybnosti. Uhlová hybnosť sa rovná súčinu momentu zotrvačnosti objektu okolo osi otáčania a uhlovej rýchlosti. Rotačná kinetická energia systému sa rovná súčinu momentu zotrvačnosti a uhlovej rýchlosti na druhú vydelenej dvoma. Uhlová rýchlosť je správna veličina, ktorá nám dáva dojem, ako rýchlo sa objekt otáča. Toto sa zvyčajne označuje ako ω.
Čo je to tangenciálna rýchlosť?
Aby sme porozumeli pojmu tangenciálna rýchlosť, je potrebné najskôr porozumieť pojmu rýchlosť v karteziánskom súradnicovom systéme. Vo vektorovej forme možno rýchlosť označiť ako rýchlosť zmeny polohového vektora. Ak objekt sleduje zakrivenú cestu, rýchlosť objektu sa zmení v dôsledku oboch, rýchlosti zmeny polohového vektora a zmeny smeru. Tangenta k krivke je priamka, ktorá je rovnobežná s extrémne malou časťou krivky okolo bodu, kde je nakreslená tangenciálna. Okamžitá lineárna rýchlosť objektu sa rovná tangenciálnej rýchlosti. Pretože v lineárnom pohybe sú tangenciálna rýchlosť a lineárna rýchlosť rovnobežné, je tangenciálna rýchlosť vždy v priamke. Pri nelineárnych pohyboch je potrebná sila na zmenu smeru rýchlosti objektu. Jednotkou tangenciálnej rýchlosti sú metre za sekundu. Ak sa pri rovnomernom kruhovom pohybe odstráni sila medzi objektom a stredom, má objekt tendenciu pohybovať sa v smere tangenciálnej rýchlosti. Pre objekt pohybujúci sa po kruhovej dráhe s polomerom r a hmotnosťou m s uhlovou rýchlosťou ω sa tangenciálna rýchlosť rovná polomeru a súčinu uhlovej rýchlosti.
Aký je rozdiel medzi uhlovou a tangenciálnou rýchlosťou?
• Uhlová rýchlosť je uhlová vlastnosť, ktorá sa meria v radiánoch za sekundu.
• Tangenciálna rýchlosť je lineárna vlastnosť meraná v metroch za sekundu.
• Pre daný polomer sú uhlová rýchlosť a tangenciálna rýchlosť proporcionálne.
