Γωνιακή ταχύτητα έναντι γραμμικής ταχύτητας
Η γωνιακή ταχύτητα και η γραμμική ταχύτητα είναι δύο μορφές ταχύτητας, οι οποίες εφαρμόζονται σε πολλά πεδία. Αυτό το άρθρο εξετάζει τους ορισμούς, τις ομοιότητες και τις διαφορές μεταξύ της γραμμικής ταχύτητας και της γωνιακής ταχύτητας.
Γραμμική ταχύτητα
Η γραμμική ταχύτητα ορίζεται ως ο ρυθμός μεταβολής της μετατόπισης μεταξύ ενός αντικειμένου και ενός σταθερού σημείου. Από μαθηματική άποψη, η ταχύτητα ισούται με dx/dt (διαβάζεται ως d, dt x) σύμφωνα με τις θεωρίες του λογισμού. Συμβολίζεται και στο ẋ. Η γραμμική ταχύτητα είναι ένα διανυσματικό μέγεθος. Η γραμμική ταχύτητα έχει την κατεύθυνση της στιγμιαίας κίνησης. Η ταχύτητα είναι μια σχετικιστική παραλλαγή, που σημαίνει ότι οι νόμοι της σχετικότητας πρέπει να εφαρμόζονται για ταχύτητες συμβατές με την ταχύτητα του φωτός. Η σχετική ταχύτητα είναι η ταχύτητα ενός αντικειμένου σε σχέση με ένα άλλο αντικείμενο. Στη διανυσματική μορφή, αυτό γράφεται ως V̰A rel B=V̰A – V̰B V̰ rel είναι η ταχύτητα του αντικειμένου "A" σε σχέση με το αντικείμενο "B". Συνήθως ένα τρίγωνο ταχύτητας ή ένα παραλληλόγραμμο ταχύτητας χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό της σχετικής ταχύτητας μεταξύ δύο αντικειμένων. Η θεωρία του τριγώνου ταχύτητας λέει ότι εάν VA rel Earth και VEarth rel B υποδεικνύονται σε δύο πλευρές ενός τριγώνου ανάλογες με το μέγεθος και την κατεύθυνση, η Η τρίτη γραμμή δείχνει την κατεύθυνση και το μέγεθος της σχετικής ταχύτητας. Η γραμμική ταχύτητα μετριέται σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Ο ορισμός της γραμμικής ταχύτητας μπορεί επίσης να ληφθεί ως η μετατόπιση του αντικειμένου σε μια μονάδα χρόνου. Μόνο το μέγεθος της γραμμικής ταχύτητας δείχνει την ταχύτητα του αντικειμένου.
Γωνιακή ταχύτητα
Η γωνιακή ταχύτητα είναι ένα γεγονός που συζητείται στη γωνιακή κίνηση. Κινήσεις όπως τα πτερύγια ενός περιστρεφόμενου ανεμιστήρα ή ενός τροχού που κινείται έχουν γωνιακή κίνηση. Για τη γωνιακή κίνηση, χρησιμοποιείται μια ακτινωτή γωνία. Η μία πλευρά αυτής της γωνίας κινείται με το αντικείμενο καθώς η άλλη παραμένει ακίνητη σε σχέση με τη γη. Η γωνία είναι γνωστή ως γωνιακή μετατόπιση. Ο ρυθμός μεταβολής της γωνιακής μετατόπισης είναι γνωστός ως γωνιακή ταχύτητα και ο ρυθμός μεταβολής της γωνιακής ταχύτητας είναι γνωστός ως γωνιακή επιτάχυνση. Η μονάδα γωνιακής ταχύτητας είναι ακτίνια ανά δευτερόλεπτο ή μπορεί επίσης να εκφραστεί σε στροφές ανά δευτερόλεπτο. Μια αλλαγή στη γωνιακή ταχύτητα ενός αντικειμένου απαιτεί εξωτερική καθαρή ροπή που δρα στο σύστημα. Μια άλλη ιδιότητα που συζητείται με τη γωνιακή ταχύτητα είναι η γωνιακή ορμή. Η γωνιακή ορμή ισούται με το γινόμενο της ροπής αδράνειας του αντικειμένου ως προς τον άξονα περιστροφής και τη γωνιακή ταχύτητα. Η περιστροφική κινητική ενέργεια του συστήματος είναι ίση με το γινόμενο της ροπής αδράνειας και της γωνιακής ταχύτητας σε τετράγωνο και διαιρούμενο με το δύο. Η γωνιακή ταχύτητα είναι η κατάλληλη ποσότητα που μας δίνει την εντύπωση πόσο γρήγορα περιστρέφεται ένα αντικείμενο. Αυτό συνήθως συμβολίζεται με ω.
Ποια είναι η διαφορά μεταξύ της γωνιακής ταχύτητας και της γραμμικής ταχύτητας;
• Μια δύναμη απαιτείται πάντα για να διατηρηθεί μια γωνιακή ταχύτητα, αλλά μια σταθερή γραμμική ταχύτητα δεν απαιτεί δύναμη.
• Η γωνιακή ταχύτητα πολλαπλασιαζόμενη με την ακτίνα κίνησης αποδίδει τη στιγμιαία γραμμική ταχύτητα του αντικειμένου.
• Η γραμμική ταχύτητα μετριέται σε μέτρα ανά δευτερόλεπτο, ενώ η γωνιακή ταχύτητα σε ακτίνια ανά δευτερόλεπτο.
