Winkelgeschwindigkeit vs. Tangentialgeschwindigkeit
Winkelgeschwindigkeit und Tangentialgeschwindigkeit sind zwei wichtige Konzepte bei Bewegungen von Materie. Der Zweck dieses Artikels besteht darin, die beiden Konzepte Winkelgeschwindigkeit und Tangentialgeschwindigkeit zu beschreiben und die grundlegenden Unterschiede zwischen ihnen darzustellen.
Was ist Winkelgeschwindigkeit?
Winkelgeschwindigkeit ist ein Ereignis, das in der Winkelbewegung diskutiert wird. Bewegungen wie die Flügel eines rotierenden Lüfters oder eines Laufrads haben eine Winkelbewegung. Ein radialer Winkel wird verwendet, um die Winkelbewegung zu erklären. Eine Seite dieses Winkels bewegt sich mit dem Objekt, während die andere in Bezug auf die Erde stillsteht. Der Winkel wird als Winkelverschiebung bezeichnet. Die Änderungsrate der Winkelverschiebung ist als Winkelgeschwindigkeit bekannt, und die Änderungsrate der Winkelgeschwindigkeit ist als Winkelbeschleunigung bekannt. Die Winkelgeschwindigkeit wird entweder in Radianten pro Sekunde oder in Umdrehungen pro Sekunde ausgedrückt. Eine Änderung der Winkelgeschwindigkeit eines Objekts erfordert ein äußeres Nettodrehmoment, das auf das System wirkt. Eine weitere Eigenschaft, die mit der Winkelgeschwindigkeit diskutiert wird, ist der Drehimpuls. Der Drehimpuls ist gleich dem Produkt aus dem Trägheitsmoment des Objekts um die Rotationsachse und der Winkelgeschwindigkeit. Die kinetische Rotationsenergie des Systems ist gleich dem Produkt aus dem Trägheitsmoment und der Winkelgeschwindigkeit zum Quadrat dividiert durch zwei. Die Winkelgeschwindigkeit ist die richtige Größe, die uns den Eindruck vermittelt, wie schnell sich ein Objekt dreht. Dies wird normalerweise mit ω. bezeichnet.
Was ist Tangentialgeschwindigkeit?
Um das Konzept der Tangentialgeschwindigkeit zu verstehen, muss man zuerst das Konzept der Geschwindigkeit in einem kartesischen Koordinatensystem verstehen. In Vektorform kann die Geschwindigkeit als Änderungsrate des Positionsvektors bezeichnet werden. Wenn ein Objekt einem gekrümmten Pfad folgt, ändert sich die Geschwindigkeit des Objekts sowohl aufgrund der Änderungsrate des Positionsvektors als auch der Richtungsänderung. Eine Tangentenlinie an eine Kurve ist die gerade Linie, die parallel zu einem extrem kleinen Teil der Kurve um den Punkt verläuft, an dem die Tangente gezeichnet wird. Die momentane Lineargeschwindigkeit des Objekts ist gleich der Tangentialgeschwindigkeit. Da bei einer linearen Bewegung die Tangentialgeschwindigkeit und die Lineargeschwindigkeit parallel sind, ist die Tangentialgeschwindigkeit immer in einer direkten Linie. Bei nichtlinearen Bewegungen ist eine Kraft erforderlich, um die Richtung der Geschwindigkeit des Objekts zu ändern. Die Einheit der Tangentialgeschwindigkeit ist Meter pro Sekunde. Wenn bei einer gleichförmigen Kreisbewegung die Kraft zwischen dem Objekt und dem Zentrum entfernt wird, neigt das Objekt dazu, sich in Richtung der Tangentialgeschwindigkeit zu bewegen. Für ein Objekt, das sich auf einer Kreisbahn mit dem Radius r und einer Masse m mit der Winkelgeschwindigkeit ω bewegt, ist die Tangentialgeschwindigkeit gleich dem Produkt aus Radius und Winkelgeschwindigkeit.
Was ist der Unterschied zwischen Winkelgeschwindigkeit und Tangentialgeschwindigkeit?
• Die Winkelgeschwindigkeit ist eine Winkeleigenschaft, die in Bogenmaß pro Sekunde gemessen wird.
• Die Tangentialgeschwindigkeit ist eine lineare Eigenschaft, die in Metern pro Sekunde gemessen wird.
• Bei gegebenem Radius sind Winkelgeschwindigkeit und Tangentialgeschwindigkeit proportional.
