Nurkkiirus vs tangentsiaalne kiirus
Nurkkiirus ja tangentsiaalne kiirus on kaks olulist mõistet aine liikumises. Selle artikli eesmärk on kirjeldada kahte mõistet, nurkkiirust ja tangentsiaalkiirust, ning esitada nende vahelisi põhilisi erinevusi.
Mis on nurkkiirus?
Nurkkiirus on sündmus, mida arutatakse nurkliikumises. Liikumistel, nagu pöörleva ventilaatori labad või jooksev ratas, on nurkne liikumine. Nurkliikumise selgitamiseks kasutatakse radiaalset nurka. Selle nurga üks külg liigub koos objektiga, kuna teine jääb maa suhtes paigale. Nurka nimetatakse nurknihkeks. Nurknihke muutumise kiirust nimetatakse nurkkiiruseks ja nurkkiiruse muutumise kiirust nurkkiirenduseks. Nurkkiirust väljendatakse kas radiaanides sekundis või pööretes sekundis. Objekti nurkkiiruse muutumine nõuab süsteemile mõjuvat välist netopöördemomenti. Teine omadus, mida nurkkiirusega käsitletakse, on nurkimment. Nurkmoment võrdub objekti inertsiaalmomendi pöördetelje ja nurkkiiruse korrutisega. Süsteemi pöörlemiskineetiline energia võrdub inertsimomendi ja nurkkiiruse ruudu korrutisega, mis on jagatud kahega. Nurkkiirus on õige suurus, mis jätab meile mulje, kui kiiresti objekt pöörleb. Tavaliselt tähistatakse seda tähega ω.
Mis on tangentsiaalne kiirus?
Tangentsiaalse kiiruse mõiste mõistmiseks tuleb kõigepe alt mõista kiiruse mõistet Descartes'i koordinaatsüsteemis. Vektorkujul võib kiirust tähistada kui asukohavektori muutumise kiirust. Kui objekt järgib kõverat rada, muutub objekti kiirus nii asukohavektori muutumise kiiruse kui ka suunamuutuse tõttu. Kõvera puutuja on sirgjoon, mis on paralleelne kõvera äärmiselt väikese osaga ümber puutuja joonestamise punkti. Objekti hetkeline lineaarkiirus on võrdne tangentsiaalkiirusega. Lineaarsel liikumisel, kuna tangentsiaalne kiirus ja joonkiirus on paralleelsed, on tangentsiaalne kiirus alati otsejoones. Mittelineaarsete liikumiste korral on objekti kiiruse suuna muutmiseks vaja jõudu. Tangentsiaalkiiruse ühik on meetrit sekundis. Ühtlase ringliikumise korral, kui objekti ja keskpunkti vaheline jõud eemaldada, kipub objekt liikuma tangentsiaalse kiiruse suunas. Objekti puhul, mis liigub ringrajal raadiusega r ja massiga m nurkkiirusega ω, võrdub tangentsiaalkiirus raadiuse ja nurkkiiruse korrutisega.
Mis vahe on nurkkiirusel ja tangentsiaalkiirusel?
• Nurkkiirus on nurgaomadus, mida mõõdetakse radiaanides sekundis.
• Tangentsiaalne kiirus on lineaarne omadus, mida mõõdetakse meetrites sekundis.
• Antud raadiuse korral on nurkkiirus ja tangentsiaalne kiirus võrdelised.
