Dieser Artikel erklärt, was Lineargeschwindigkeit in der Physik ist. So erfahren Sie, wie man die lineare Geschwindigkeit berechnet, den Zusammenhang zwischen linearer Geschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit und zusätzlich eine Übung, die Schritt für Schritt gelöst wird.
Was ist Lineargeschwindigkeit?
Die Lineargeschwindigkeit ist die zeitliche Änderung der Position eines sich bewegenden Körpers. Bei einer Kreisbewegung ist die Lineargeschwindigkeit die Geschwindigkeit, die der sich bewegende Körper zu einem bestimmten Zeitpunkt hat, und daher ist die Lineargeschwindigkeit tangential zur Bahn der Kreisbewegung.
Das Symbol für lineare Geschwindigkeit ist der Buchstabe v, obwohl es auch durch das Symbol v dargestellt wird, da es auch als Tangentialgeschwindigkeit bezeichnet werden kann.
Die lineare Geschwindigkeit ist ein Vektor, der immer tangential zur Flugbahn des Mobiltelefons verläuft, das die Kreisbewegung ausführt. Wenn die lineare Geschwindigkeit konstant ist, handelt es sich entsprechend um eine gleichmäßige Kreisbewegung. Wenn die lineare Geschwindigkeit jedoch variabel ist, handelt es sich um eine variierende Kreisbewegung.
Lineargeschwindigkeitsformel
Die durchschnittliche Lineargeschwindigkeit ist gleich der linearen Verschiebung (Δs) dividiert durch das verstrichene Zeitintervall (Δt). Um die durchschnittliche Lineargeschwindigkeit zu berechnen, muss daher die Differenz zwischen der End- und der Anfangsposition durch die Differenz zwischen dem End- und dem Anfangszeitpunkt geteilt werden (v = Δs/Δt).
Die Formel zur Berechnung der durchschnittlichen linearen Geschwindigkeit zwischen zwei Positionen auf einer Kreisbahn lautet daher:
Gold:
-
ist die durchschnittliche lineare Geschwindigkeit.
-
ist die lineare Verschiebung.
-
ist die zeitliche Variation.
-
ist die Endposition.
-
ist die Ausgangslage.
-
ist der letzte Moment.
-
ist der Anfangsmoment.
Die Lineargeschwindigkeit wird in Längeneinheiten dividiert durch Zeiteinheiten ausgedrückt. Daher ist die Einheit der linearen Geschwindigkeit im Internationalen System der Meter geteilt pro Sekunde (m/s).
Lineargeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit
In diesem Abschnitt werden wir den Zusammenhang zwischen linearer Geschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit untersuchen, da die lineare Geschwindigkeit eines Körpers, der eine Kreisbewegung beschreibt, auch aus der Winkelgeschwindigkeit berechnet werden kann.
Lineargeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit hängen mathematisch zusammen , insbesondere haben Lineargeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit eine lineare Beziehung. Da die Lineargeschwindigkeit gleich der Winkelgeschwindigkeit mal dem Radius der Kreisbewegungsbahn ist.
Somit lautet die Formel, die die lineare Geschwindigkeit zur Winkelgeschwindigkeit in Beziehung setzt, wie folgt:
Gold:
-
ist die lineare Geschwindigkeit.
-
ist die Winkelgeschwindigkeit.
-
ist der Radius der Drehbewegungsbahn.
Beispiel für die Berechnung der Lineargeschwindigkeit
Um das Konzept der linearen Geschwindigkeit und ihre Berechnung zu verstehen, sehen wir uns abschließend ein konkretes Beispiel an, in dem wir diese Art von Geschwindigkeit finden.
- Ein Mobile folgt einer Flugbahn, die eine gleichmäßige Kreisbewegung mit einem Radius von 7 m beschreibt. Wenn die Winkelgeschwindigkeit des Körpers 1,5 rad/s beträgt, wie groß ist dann seine Lineargeschwindigkeit?
Um die lineare Geschwindigkeit des Mobiltelefons zu ermitteln, das einer gleichmäßigen Kreisbewegung folgt, wenden Sie einfach die oben gezeigte Formel an:
In diesem Fall liefert uns die Problemstellung bereits alle benötigten Daten, also setzen wir die Werte in die Formel ein und berechnen die Lineargeschwindigkeit:
