Szögsebesség vs érintősebesség
A szögsebesség és a tangenciális sebesség az anyagmozgások két fontos fogalma. E cikk célja a két fogalom, a szögsebesség és a tangenciális sebesség leírása, valamint a köztük lévő alapvető különbségek bemutatása.
Mi az a szögsebesség?
A szögsebesség a szögmozgásban tárgy alt esemény. Az olyan mozgások, mint a forgó ventilátor lapátjai vagy a futó kerék, szögben mozognak. A szögmozgás magyarázatára radiális szöget használnak. Ennek a szögnek az egyik oldala együtt mozog a tárggyal, miközben a másik mozdulatlan marad a földhöz képest. A szöget szögeltolódásnak nevezik. A szögeltolódás változásának sebességét szögsebességnek, a szögsebesség változásának sebességét pedig szöggyorsulásnak nevezzük. A szögsebességet radián per másodpercben vagy fordulat per másodpercben fejezzük ki. Egy tárgy szögsebességének változásához külső nettó nyomaték szükséges a rendszerre. A szögsebességgel tárgy alt másik tulajdonság a szögimpulzus. A szögimpulzus egyenlő az objektum forgástengely körüli tehetetlenségi nyomatékának és a szögsebességnek a szorzatával. A rendszer forgási kinetikai energiája egyenlő a tehetetlenségi nyomaték és a szögsebesség négyzetének szorzatával, osztva kettővel. A szögsebesség az a megfelelő mennyiség, amely azt a benyomást kelti bennünk, hogy egy tárgy milyen gyorsan forog. Ezt általában ω-vel jelölik.
Mi az a tangenciális sebesség?
A tangenciális sebesség fogalmának megértéséhez először meg kell értenünk a sebesség fogalmát egy derékszögű koordinátarendszerben. Vektor formában a sebességet a helyzetvektor változási sebességeként jelölhetjük. Ha egy objektum ívelt utat követ, akkor az objektum sebessége mind a helyzetvektor változási sebessége, mind az irányváltozás miatt megváltozik. A görbe érintője az az egyenes, amely párhuzamos a görbe egy rendkívül kis részével az érintőpont körül. A tárgy pillanatnyi lineáris sebessége megegyezik a tangenciális sebességgel. Lineáris mozgásnál, mivel a tangenciális sebesség és a lineáris sebesség párhuzamos, a tangenciális sebesség mindig egyenes vonalban van. A nemlineáris mozgásokhoz erő szükséges a tárgy sebességének megváltoztatásához. A tangenciális sebesség mértékegysége méter per másodperc. Az egyenletes körkörös mozgás érdekében, ha a tárgy és a középpont közötti erőt megszüntetjük, a tárgy az érintőleges sebesség irányába mozdul el. Egy r sugarú körpályán mozgó, m tömegű, ω szögsebességű objektum esetében az érintősebesség egyenlő a sugár és a szögsebesség szorzatával.
Mi a különbség a szögsebesség és a tangenciális sebesség között?
• A szögsebesség egy szögtulajdonság, amelyet radián per másodpercben mérnek.
• A tangenciális sebesség egy lineáris tulajdonság, méter per másodpercben mérve.
• Adott sugár esetén a szögsebesség és a tangenciális sebesség arányos.
