Winkelgeschwindigkeit vs Tangentialgeschwindigkeit
Winkelgeschwindigkeit und Tangentialgeschwindigkeit sind zwei wichtige Konzepte bei Bewegungen der Materie. Der Umfang dieses Artikels besteht darin, die beiden Konzepte Winkelgeschwindigkeit und Tangentialgeschwindigkeit zu beschreiben und die grundlegenden Unterschiede zwischen ihnen darzustellen.
Was ist Winkelgeschwindigkeit?
Die 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 still bleibt. 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 im Bogenmaß pro Sekunde oder in Umdrehungen pro Sekunde ausgedrückt. Eine Änderung der Winkelgeschwindigkeit eines Objekts erfordert ein externes Nettodrehmoment, das auf das System wirkt. Eine weitere mit der Winkelgeschwindigkeit diskutierte Eigenschaft ist der Drehimpuls. Der Drehimpuls ist gleich dem Produkt aus dem Trägheitsmoment des Objekts um die Drehachse und der Winkelgeschwindigkeit. Die kinetische Rotationsenergie des Systems ist gleich dem Produkt aus Trägheitsmoment und Winkelgeschwindigkeit im Quadrat geteilt durch zwei. Die Winkelgeschwindigkeit ist die richtige Größe, die den Eindruck vermittelt, wie schnell sich ein Objekt dreht. Dies wird üblicherweise 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 aufgrund der Richtungsänderung. Eine Tangentenlinie zu einer Kurve ist die gerade Linie, die parallel zu einem extrem kleinen Teil der Kurve um den Punkt verläuft, an dem die Tangentiallinie gezeichnet wird. Die momentane Lineargeschwindigkeit des Objekts ist gleich der Tangentialgeschwindigkeit. Bei einer linearen Bewegung ist die Tangentialgeschwindigkeit immer in einer direkten Linie, da die Tangentialgeschwindigkeit und die Lineargeschwindigkeit parallel sind. 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 für eine gleichmäßige 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 Radius und dem Winkelgeschwindigkeitsprodukt.
Was ist der Unterschied zwischen Winkelgeschwindigkeit und Tangentialgeschwindigkeit?
• Die Winkelgeschwindigkeit ist eine Winkeleigenschaft, die im Bogenmaß pro Sekunde gemessen wird.
• Die Tangentialgeschwindigkeit ist eine lineare Eigenschaft, die in Metern pro Sekunde gemessen wird.
• Für einen bestimmten Radius sind die Winkelgeschwindigkeit und die Tangentialgeschwindigkeit proportional.
