▷ Tangentialgeschwindigkeit

Dieser Artikel erklärt, was Tangentialgeschwindigkeit in der Physik ist. Sie erfahren daher, wie man die Tangentialgeschwindigkeit berechnet, eine gelöste Übung und was der Unterschied zwischen Tangentialgeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit ist.

Was ist Tangentialgeschwindigkeit?

Tangentialgeschwindigkeit ist die Geschwindigkeit tangential zur Bahn einer Kreisbewegung. Mit anderen Worten: Tangentialgeschwindigkeit ist die momentane lineare Geschwindigkeit eines Körpers in Kreisbewegung.

Die Tangentialgeschwindigkeit ist gleich der Winkelgeschwindigkeit mal dem Radius der Kreisbewegung.

Im Allgemeinen wird die Tangentialgeschwindigkeit durch das Symbol v _t dargestellt.

Wie Sie im Bild oben sehen können, ist die Tangentialgeschwindigkeit ein Vektor, der immer tangential zur Flugbahn des Mobiltelefons verläuft, das die Kreisbewegung ausführt. Somit kann die Tangentialgeschwindigkeit konstant (gleichmäßige Kreisbewegung) oder variabel (variierte Kreisbewegung) sein.

Tangentialgeschwindigkeitsformel

Die Tangentialgeschwindigkeit ist gleich der Winkelgeschwindigkeit multipliziert mit dem Radius der Flugbahn. Um die Tangentialgeschwindigkeit zu berechnen, muss daher die Winkelgeschwindigkeit der Kreisbewegung mit dem Radius der Kreisbewegung multipliziert werden.

Die Formel zur Berechnung der Tangentialgeschwindigkeit lautet daher wie folgt:

Gold:

$v_t$

ist die Tangentialgeschwindigkeit.
$\omega$

ist die Winkelgeschwindigkeit.
$r$

ist der Radius der Drehbewegungsbahn.

Die Tangentialgeschwindigkeit hat die gleichen Einheiten wie jede Geschwindigkeit, d. h. Längeneinheiten geteilt durch Zeiteinheiten. Daher ist die Einheit der Tangentialgeschwindigkeit im Système International (SI) der Meter geteilt pro Sekunde.

Aus der Tangentialgeschwindigkeitsformel folgt, dass die Tangentialgeschwindigkeit eines Körpers umso größer ist, je größer die Winkelgeschwindigkeit oder der Radius der Flugbahn ist. Wenn also zwei Körper die gleiche Winkelgeschwindigkeit haben, bewegt sich der Körper mit dem größeren Radius tangential schneller.

Beispiel für die Berechnung der Tangentialgeschwindigkeit

Nachdem wir die Definition der Tangentialgeschwindigkeit und ihre Formel kennengelernt haben, zeigt dieser Abschnitt ein konkretes Beispiel für die Berechnung der Tangentialgeschwindigkeit.

Ein Mobile folgt einer gleichmäßig kreisförmigen Bewegungsbahn mit einem Radius von 7 m. Wenn die Winkelgeschwindigkeit des Körpers 1,5 rad/s beträgt, wie groß ist dann seine Tangentialgeschwindigkeit?

Um die Tangentialgeschwindigkeit des Mobiles zu ermitteln, die eine gleichmäßige Kreisbewegung beschreibt, wenden Sie einfach die entsprechende Formel an:

$v_t=\omega\cdot r$

In diesem Fall liefert uns die Problemstellung bereits alle benötigten Daten, also setzen wir die Werte in die Gleichung ein und berechnen die Tangentialgeschwindigkeit:

$v_t=1.5\cdot 7=10.5\ \cfrac{m}{s}$

Tangentialgeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit

In diesem Abschnitt werden wir die Unterschiede zwischen Tangentialgeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit sehen, da es sich um zwei kinematische Konzepte handelt, die klar sein müssen.

Der Unterschied zwischen Tangentialgeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit besteht darin, dass die Tangentialgeschwindigkeit tangential zur Bahn der Kreisbewegung ist, während die Winkelgeschwindigkeit die Rotationsgeschwindigkeit der Kreisbewegung ist.

Die Tangentialgeschwindigkeit ist also die Vorschubgeschwindigkeit des Körpers, der einer kreisförmigen Bewegung folgt, während die Winkelgeschwindigkeit die Geschwindigkeit ist, mit der sich der Körper dreht.

Darüber hinaus ist der Vektor, der die Tangentialgeschwindigkeit darstellt, tangential zum Umfang der Kreisbewegung, der Winkelgeschwindigkeitsvektor steht jedoch senkrecht zur Ebene der Kreisbewegung, da es sich um einen Axialvektor handelt.

➤ Siehe: Winkelgeschwindigkeit

Tangentialgeschwindigkeit und Tangentialbeschleunigung

Tangentialbeschleunigung ist die Beschleunigung tangential zur Flugbahn einer Kreisbewegung, d. h. Tangentialbeschleunigung ist die lineare Beschleunigung des Mobils, das eine Kreisbewegung ausführt.

Daher besteht der Unterschied zwischen Tangentialgeschwindigkeit und Tangentialbeschleunigung darin, dass die Tangentialgeschwindigkeit die Tangentialgeschwindigkeit einer Kreisbewegung ist, während die Tangentialbeschleunigung die Änderung der Tangentialgeschwindigkeit pro Zeiteinheit angibt.

Wenn die Tangentialbeschleunigung Null ist, bedeutet dies, dass die Kreisbewegung gleichmäßig ist. Ist die Tangentialbeschleunigung jedoch konstant und ungleich Null, bedeutet dies, dass die Kreisbewegung gleichmäßig variiert.

Wenn also ein Körper einer gleichmäßig variierenden Kreisbewegung folgt, sind die Tangentialgeschwindigkeit und die Tangentialbeschleunigung mathematisch durch den folgenden Ausdruck verknüpft:

$v_t=v_{t_0}+a_t\cdot t$