Leņķiskais ātrums pret tangenciālo ātrumu
Leņķiskais ātrums un tangenciālais ātrums ir divi svarīgi matērijas kustības jēdzieni. Šī raksta mērķis ir aprakstīt divus jēdzienus – leņķiskais ātrums un tangenciālais ātrums, kā arī parādīt galvenās atšķirības starp tiem.
Kas ir leņķiskais ātrums?
Leņķiskais ātrums ir notikums, kas tiek apspriests leņķiskajā kustībā. Tādām kustībām kā rotējoša ventilatora lāpstiņas vai ritošais ritenis ir leņķiska kustība. Radiālais leņķis tiek izmantots, lai izskaidrotu leņķisko kustību. Viena šī leņķa puse pārvietojas kopā ar objektu, bet otra paliek nekustīga attiecībā pret zemi. Leņķis ir pazīstams kā leņķiskā nobīde. Leņķiskās nobīdes izmaiņu ātrumu sauc par leņķisko ātrumu, un leņķiskā ātruma maiņas ātrumu sauc par leņķisko paātrinājumu. Leņķiskais ātrums tiek izteikts vai nu radiānos sekundē, vai apgriezienos sekundē. Objekta leņķiskā ātruma izmaiņām ir nepieciešams ārējs neto griezes moments, kas iedarbojas uz sistēmu. Vēl viena īpašība, kas tiek apspriesta ar leņķisko ātrumu, ir leņķiskais impulss. Leņķiskais impulss ir vienāds ar objekta inerces momenta ap rotācijas asi un leņķiskā ātruma reizinājumu. Sistēmas rotācijas kinētiskā enerģija ir vienāda ar inerces momenta un leņķiskā ātruma reizinājumu, kas dalīts ar divi. Leņķiskais ātrums ir pareizais lielums, kas rada priekšstatu par to, cik ātri objekts griežas. 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 maiņas ātrumu. Ja objekts iet pa izliektu ceļu, objekta ātrums mainās gan pozīcijas vektora maiņas ātruma, gan virziena maiņas dēļ. Līknes pieskares līnija ir taisna līnija, kas ir paralēla ļoti mazai līknes daļai ap punktu, kurā ir novilkta tangenciāla. 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 nepieciešams spēks, lai mainītu objekta ātruma virzienu. Tangenciālā ātruma mērvienība ir metri sekundē. Vienmērīgai apļveida kustībai, ja tiek noņemts spēks starp objektu un centru, objektam ir tendence kustēties tangenciālā ātruma virzienā. Objektam, kas pārvietojas pa apļveida ceļu ar rādiusu r un masu m ar leņķisko ātrumu ω, tangenciālais ātrums ir vienāds ar rādiusa un leņķiskā ātruma reizinājumu.
Kāda ir atšķirība starp leņķisko ātrumu un tangenciālo ātrumu?
• Leņķiskais ātrums ir leņķiskā īpašība, ko mēra radiānos sekundē.
• Tangenciālais ātrums ir lineāra īpašība, ko mēra metros sekundē.
• Noteiktam rādiusam leņķiskais ātrums un tangenciālais ātrums ir proporcionāli.
