سرعت زاویه ای در مقابل سرعت مماسی
سرعت زاویه ای و سرعت مماسی دو مفهوم مهم در حرکات ماده هستند. هدف این مقاله تشریح دو مفهوم سرعت زاویه ای و سرعت مماسی و ارائه تفاوت های اساسی بین آنهاست.
سرعت زاویه ای چیست؟
سرعت زاویه ای رویدادی است که در حرکت زاویه ای مورد بحث قرار می گیرد. حرکاتی مانند پره های یک فن دوار یا چرخ در حال حرکت دارای حرکت زاویه ای هستند. برای توضیح حرکت زاویه ای از زاویه شعاعی استفاده می شود. یک طرف این زاویه با جسم حرکت می کند زیرا طرف دیگر نسبت به زمین ثابت می ماند.این زاویه به عنوان جابجایی زاویه ای شناخته می شود. نرخ تغییر جابجایی زاویه ای به عنوان سرعت زاویه ای و سرعت تغییر سرعت زاویه ای به عنوان شتاب زاویه ای شناخته می شود. سرعت زاویه ای یا بر حسب رادیان بر ثانیه یا دور بر ثانیه بیان می شود. تغییر در سرعت زاویه ای یک جسم مستلزم گشتاور خالص خارجی است که بر روی سیستم اثر می گذارد. یکی دیگر از ویژگی های مورد بحث در مورد سرعت زاویه ای، تکانه زاویه ای است. تکانه زاویه ای برابر است با حاصل ضرب ممان اینرسی جسم حول محور چرخش و سرعت زاویه ای. انرژی جنبشی چرخشی سیستم برابر است با حاصل ضرب ممان اینرسی و سرعت زاویه ای مجذور تقسیم بر دو. سرعت زاویه ای کمیت مناسبی است که به ما این تصور را می دهد که یک جسم با چه سرعتی می چرخد. این معمولاً با ω نشان داده می شود.
سرعت مماسی چیست؟
برای درک مفهوم سرعت مماسی، ابتدا باید مفهوم سرعت را در سیستم مختصات دکارتی درک کرد.در شکل برداری، سرعت را می توان به عنوان نرخ تغییر بردار موقعیت نشان داد. اگر جسمی مسیر منحنی را دنبال کند، سرعت جسم به دلیل هر دو، سرعت تغییر بردار موقعیت و تغییر جهت تغییر می کند. خط مماس بر منحنی خط مستقیمی است که موازی قسمت بسیار کوچکی از منحنی در اطراف نقطه ای است که مماس ترسیم شده است. سرعت خطی آنی جسم برابر است با سرعت مماسی. در یک حرکت خطی، از آنجایی که سرعت مماسی و سرعت خطی موازی هستند، سرعت مماسی همیشه در یک خط مستقیم است. برای حرکات غیر خطی، نیرویی لازم است تا جهت سرعت جسم را تغییر دهد. واحد سرعت مماسی متر بر ثانیه است. برای یک حرکت دایره ای یکنواخت، اگر نیروی بین جسم و مرکز حذف شود، جسم تمایل دارد در جهت سرعت مماسی حرکت کند. برای جسمی که در مسیر دایره‌ای با شعاع r و جرم m با سرعت زاویه‌ای ω حرکت می‌کند، سرعت مماسی برابر با شعاع و ضرب سرعت زاویه‌ای است.
تفاوت بین سرعت زاویه ای و سرعت مماسی چیست؟
• سرعت زاویه ای یک ویژگی زاویه ای است که بر حسب رادیان در ثانیه اندازه گیری می شود.
• سرعت مماسی یک ویژگی خطی است که بر حسب متر بر ثانیه اندازه گیری می شود.
• برای یک شعاع معین، سرعت زاویه ای و سرعت مماسی متناسب هستند.
