▷ Tangentialbeschleunigung (oder Linearbeschleunigung)

In diesem Artikel wird erklärt, was Tangentialbeschleunigung (oder Linearbeschleunigung) in der Physik ist. So erfahren Sie, wie man die Tangentialbeschleunigung berechnet, eine gelöste Übung zur Tangentialbeschleunigung und darüber hinaus, welche Beziehung zwischen der Tangentialbeschleunigung und anderen kinematischen Konzepten besteht.

Was ist Tangentialbeschleunigung (oder Linearbeschleunigung)?

Tangentialbeschleunigung (oder Linearbeschleunigung ) ist die Beschleunigung tangential zur Flugbahn einer Kreisbewegung. Mit anderen Worten: Die Tangentialbeschleunigung gibt die Änderung der Tangentialgeschwindigkeit eines Körpers an, der sich kreisförmig bewegt.

Im Allgemeinen wird die Tangentialbeschleunigung durch das Symbol _at dargestellt.

Die Tangentialbeschleunigung hat die gleichen Einheiten wie jede Beschleunigung, d. h. Längeneinheiten geteilt durch Zeiteinheiten im Quadrat. Daher ist die Einheit der Tangentialbeschleunigung im Internationalen System (SI) der Meter geteilt durch die Quadratsekunde (m/s ² ).

Tangentialbeschleunigung und Normalbeschleunigung

Tangentialbeschleunigung ( _at ) und Zentripetalbeschleunigung (a _c ) sind die beiden Vektorkomponenten der Beschleunigung eines Mobilgeräts, die eine ungleichmäßige Kreisbewegung beschreibt. Die Tangentialbeschleunigung verläuft tangential zur Kreisbahn, während die Zentripetalbeschleunigung zum Mittelpunkt der Kreisbahn zeigt.

Wenn die Tangentialbeschleunigung 0 ist, bedeutet dies, dass sich der Körper in einer gleichmäßigen Kreisbewegung (UCM) dreht, da dann die Tangentialgeschwindigkeit konstant ist.

$a_t=0 \ \color{orange}\bm{\longrightarrow}\color{black}\ MCU$

Tangentialbeschleunigungsformel

Bei einer gleichmäßig beschleunigten Kreisbewegung (UACM) variiert die Tangentialbeschleunigung linear. Daher ist die Tangentialbeschleunigung gleich dem Tangentialgeschwindigkeitsinkrement dividiert durch das Zeitinkrement.

Die Formel zur Berechnung der Tangentialbeschleunigung (oder Linearbeschleunigung) lautet daher:

Gold:

$a_t$

ist die Tangentialbeschleunigung.
$\Delta v_t$

ist die Zunahme der Tangentialgeschwindigkeit.
$\Delta t$

ist die zeitliche Variation.
$v_{t_f}$

ist die endgültige Tangentialgeschwindigkeit.
$v_{t_i}$

ist die anfängliche Tangentialgeschwindigkeit.
$t_f$

ist der letzte Moment.
$t_i$

ist der Anfangsmoment.

Der Wert der Tangentialbeschleunigung ist wie folgt zu interpretieren:

a _t >0 : Wenn die Tangentialbeschleunigung positiv ist, bedeutet dies, dass das Geschwindigkeitsmodul des Mobiltelefons mit der Zeit zunimmt.
bei _t <0 : Wenn die Tangentialbeschleunigung negativ ist, bedeutet dies, dass der Modul der Geschwindigkeit des Mobiltelefons mit der Zeit abnimmt.
bei _t =0 : Wenn die Tangentialbeschleunigung gleich Null ist, bedeutet dies, dass das Geschwindigkeitsmodul des Mobiltelefons konstant ist.

Beispiel für die Berechnung der Tangentialbeschleunigung

Sobald wir die Definition der Tangentialbeschleunigung (oder Linearbeschleunigung) und ihre Formel gesehen haben, werden wir ein konkretes Beispiel dafür sehen, wie diese Art von Beschleunigung berechnet wird.

Ein Mobile beschreibt eine Kreisbewegung mit gleichmäßig beschleunigter Geschwindigkeit. Zum Zeitpunkt t _i = 2 s hat es eine Tangentialgeschwindigkeit von 5 m/s und zum Zeitpunkt t _f = 6 s hat es eine Tangentialgeschwindigkeit von 11 m/s. Wie groß ist die Tangentialbeschleunigung des Mobiltelefons?

Um die Tangentialbeschleunigung zu ermitteln, müssen wir die im vorherigen Abschnitt erläuterte Formel anwenden:

$a_t=\cfrac{\Delta v_t}{\Delta t}=\cfrac{v_{t_f}-v_{t_i}}{t_f-t_i}$

In diesem Fall liefert uns das Problem bereits alle notwendigen Daten, also setzen wir die Werte in die Formel ein und berechnen die Tangentialbeschleunigung:

$a_t=\cfrac{11-5}{6-2}=\cfrac{6}{4}=1.5 \ \cfrac{m}{s^2}$

Tangentialbeschleunigung und Winkelbeschleunigung

Die Winkelbeschleunigung ist die Beschleunigung, mit der sich ein Körper dreht. Das heißt, die Winkelbeschleunigung gibt die Geschwindigkeit an, mit der die Winkelgeschwindigkeit eines Körpers, der eine Kreisbewegung ausführt, variiert.

Daher besteht die Beziehung zwischen Tangentialbeschleunigung und Winkelbeschleunigung darin, dass die Winkelbeschleunigung den Wert der Tangentialbeschleunigung bestimmt. Genauer gesagt ist die Tangentialbeschleunigung gleich der Winkelbeschleunigung multipliziert mit dem Radius der kreisförmigen Bewegungsbahn.

$a_t=\alpha\cdot r$

Gold:

$a_t$

ist die Tangentialbeschleunigung.
$\alpha$

ist die Winkelbeschleunigung.
$r$

ist der Radius der Bahn der Kreisbewegung.

➤ Siehe: Was ist Winkelbeschleunigung?

Tangentialbeschleunigung und Zentripetalbeschleunigung

Tangentialbeschleunigung und Zentripetalbeschleunigung sind die beiden Vektorkomponenten der Beschleunigung eines Körpers, die eine Kreisbewegung beschreiben.

Der Unterschied zwischen Tangentialbeschleunigung (oder Linearbeschleunigung) und Zentripetalbeschleunigung (oder Normalbeschleunigung) besteht darin, dass die Tangentialbeschleunigung tangential zum Pfad der Kreisbewegung verläuft, während die Zentripetalbeschleunigung in Richtung der Mitte des Pfadkreises zeigt.

Darüber hinaus variiert die Tangentialbeschleunigung die Amplitude der Geschwindigkeit des Mobiltelefons, das die Kreisbewegung ausführt, während die Zentripetalbeschleunigung die Richtung der Geschwindigkeit des Mobiltelefons variiert.

➤ Siehe: Zentripetalbeschleunigung (oder Normalbeschleunigung)

Tangentialbeschleunigung (oder lineare beschleunigung)

Was ist Tangentialbeschleunigung (oder Linearbeschleunigung)?

Tangentialbeschleunigungsformel

Beispiel für die Berechnung der Tangentialbeschleunigung

Tangentialbeschleunigung und Winkelbeschleunigung

Tangentialbeschleunigung und Zentripetalbeschleunigung

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