Hoe is hoeksnelheid gerelateerd aan tangentiële snelheid?

Hoeksnelheid en tangentiële snelheid zijn nauw verwante concepten in rotatiebeweging. Hier is hoe:

hoeksnelheid (ω)

* Definitie: Hoeksnelheid meet hoe snel een object rond een vaste as draait. Het is de snelheid van verandering van hoekverplaatsing (de hoek die door het object wordt weggevaagd) in de loop van de tijd.

* eenheden: Radialen per seconde (rad/s)

tangentiële snelheid (V)

* Definitie: Tangentiële snelheid is de lineaire snelheid van een punt op een roterend object. Het is de snelheid van het punt of het op dat moment in een rechte lijn naar het cirkelvormige pad raakt.

* eenheden: Meters per seconde (m/s)

relatie

De relatie tussen hoeksnelheid (ω) en tangentiële snelheid (v) is:

v =ω * r

Waar:

* v is de tangentiële snelheid

* ω is de hoeksnelheid

* r is de straal van het cirkelvormige pad

Verklaring:

* Stel je een punt voor op een roterend object. Terwijl het object roteert, beweegt het punt in een cirkel.

* De tangentiële snelheid is de snelheid van het punt langs dit cirkelvormige pad.

* Angulaire snelheid meet de rotatiesnelheid.

* De straal verbindt het midden van de cirkel met het punt.

* De formule vertelt ons dat de tangentiële snelheid recht evenredig is met zowel de hoeksnelheid als de straal van het cirkelvormige pad.

in eenvoudiger termen:

* Hoe sneller iets draait (hogere hoeksnelheid), hoe sneller een punt erop gaat langs het cirkelvormige pad (hogere tangentiële snelheid).

* Hoe verder het punt uit het midden is (grotere straal), hoe sneller het moet bewegen om dezelfde hoek in dezelfde tijd te bedekken (hogere tangentiële snelheid).

Voorbeeld:

Overweeg een carrousel met een straal van 5 meter. Als de carrousel roteert met een hoeksnelheid van 0,2 rad/s, dan zou de tangentiële snelheid van een paard aan de rand van de carrousel zijn:

v =ω * r =0.2 rad/s * 5 m =1 m/s