Leņķiskais ātrums pret tangenciālo ātrumu
Leņķiskais ātrums un tangenciālais ātrums ir divi svarīgi jēdzieni matērijas kustībās. Šī raksta darbības joma ir aprakstīt divus jēdzienus, leņķa ātrumu un tangenciālo ātrumu, un izklāstīt pamata atšķirības starp tiem.
Kas ir leņķiskais ātrums?
Leņķiskais ātrums ir notikums, kas tiek apspriests leņķiskajā kustībā. Kustībām, piemēram, rotējoša ventilatora asmeņiem vai ritenim, ir leņķa kustība. Leņķiskās kustības izskaidrošanai tiek izmantots radiālais leņķis. Viena leņķa puse pārvietojas kopā ar objektu, jo otra paliek nekustīga attiecībā pret zemi. Leņķis ir pazīstams kā leņķa pārvietojums. Leņķiskās nobīdes maiņas ātrumu sauc par leņķisko ātrumu, un leņķiskā ātruma izmaiņu ātrumu - par leņķisko paātrinājumu. Leņķa ātrumu izsaka vai nu radiānos sekundē, vai apgriezienos sekundē. Objekta leņķiskā ātruma maiņai ir nepieciešams ārējs neto griezes moments, kas iedarbojas uz sistēmu. Vēl viena īpašība, kas tiek apspriesta ar leņķa ātrumu, ir leņķa impulss. Leņķiskais impulss ir vienāds ar objekta inerces momenta reizinājumu ap rotācijas asi un leņķa ātrumu. Sistēmas rotācijas kinētiskā enerģija ir vienāda ar inerces momenta un leņķiskā ātruma kvadrātā reizinātu ar diviem reizinājumu. Leņķiskais ātrums ir pareizais lielums, kas mums rada priekšstatu par objekta ātrumu. To parasti apzīmē ar ω.
Kas ir tangenciālais ātrums?
Lai saprastu tangenciālā ātruma jēdzienu, vispirms ir jāsaprot ātruma jēdziens Dekarta koordinātu sistēmā. Vektora formā ātrumu var apzīmēt kā pozīcijas vektora izmaiņu ātrumu. Ja objekts iet pa izliektu ceļu, objekta ātrums mainās gan pozicionālā vektora, gan virziena maiņas ātruma dēļ. Līknes pieskares līnija ir taisna līnija, kas ir paralēla ārkārtīgi mazai līknes daļai ap punktu, kurā tangenciāls tiek uzzīmēts. Objekta momentānais lineārais ātrums ir vienāds ar tangenciālo ātrumu. Lineārā kustībā, tā kā tangenciālais ātrums un lineārais ātrums ir paralēli, tangenciālais ātrums vienmēr ir tiešā līnijā. Nelineārām kustībām ir vajadzīgs spēks, lai mainītu objekta ātruma virzienu. Tangenciālā ātruma mērvienība ir metri sekundē. Vienmērīgai apļveida kustībai, ja spēks starp objektu un centru tiek noņemts, objektam ir tendence kustēties tangenciālā ātruma virzienā. Objektam, kas pārvietojas pa apļveida ceļu ar rādiusu r un masu m ar leņķa ātrumu ω, tangenciālais ātrums ir vienāds ar rādiusu un leņķa ātruma reizinājumu.
Kāda ir atšķirība starp leņķa ātrumu un tangenciālo ātrumu?
• Leņķa ātrums ir leņķa īpašība, ko mēra radiānos sekundē.
• Tangenciālais ātrums ir lineāra īpašība, ko mēra metros sekundē.
• Norādītajam rādiusam leņķa ātrums un tangenciālais ātrums ir proporcionāli.
