Úhlová rychlost vs. tangenciální rychlost

Úhlová rychlost a tangenciální rychlost jsou dva důležité pojmy v pohybech hmoty. Předmětem tohoto článku je popsat dva pojmy, úhlovou rychlost a tangenciální rychlost, a představit základní rozdíly mezi nimi.

Co je úhlová rychlost?

Úhlová rychlost je událost diskutovaná v úhlovém pohybu. Pohyby jako lopatky rotujícího ventilátoru nebo pojezdové kolo mají úhlový pohyb. K vysvětlení úhlového pohybu se používá radiální úhel. Jedna strana tohoto úhlu se pohybuje s předmětem, zatímco druhá zůstává stále s ohledem na Zemi. Úhel je známý jako úhlové posunutí. Rychlost změny úhlového posunu je známa jako úhlová rychlost a rychlost změny úhlové rychlosti je známa jako úhlové zrychlení. Úhlová rychlost je vyjádřena buď v radiánech za sekundu, nebo v otáčkách za sekundu. Změna úhlové rychlosti objektu vyžaduje externí čistý točivý moment působící na systém. Další vlastností diskutovanou s úhlovou rychlostí je moment hybnosti. Úhlová hybnost se rovná součinu momentu setrvačnosti objektu kolem osy otáčení a úhlové rychlosti. Rotační kinetická energie systému se rovná součinu momentu setrvačnosti a úhlové rychlosti na druhou vydělené dvěma. Úhlová rychlost je správná veličina, která nám dává dojem, jak rychle se objekt otáčí. Toto je obvykle označeno ω.

Co je tangenciální rychlost?

Abychom pochopili pojem tangenciální rychlosti, musíme nejprve pochopit pojem rychlosti v kartézském souřadném systému. Ve vektorové podobě může být rychlost označena jako rychlost změny polohového vektoru. Pokud objekt sleduje zakřivenou cestu, mění se rychlost objektu v důsledku změny rychlosti vektoru a změny směru. Tečnou čárou k křivce je přímka, která je rovnoběžná s extrémně malou částí křivky kolem bodu tečny. Okamžitá lineární rychlost objektu se rovná tangenciální rychlosti. V lineárním pohybu, protože tangenciální rychlost a lineární rychlost jsou rovnoběžné, je tangenciální rychlost vždy v přímé linii. U nelineárních pohybů je nutná síla ke změně směru rychlosti objektu. Jednotkou tangenciální rychlosti jsou metry za sekundu. Pro rovnoměrný kruhový pohyb, je-li síla mezi předmětem a středem odstraněna, má objekt tendenci se pohybovat ve směru tangenciální rychlosti. U objektu, který se pohybuje po kruhové dráze s poloměrem r a hmotností m s úhlovou rychlostí ω, se tangenciální rychlost rovná produktu poloměru a úhlové rychlosti.