▷ Tangentiële snelheid

Dit artikel legt uit wat tangentiële snelheid is in de natuurkunde. Je ontdekt daarom hoe je de tangentiële snelheid berekent, een opgeloste oefening en wat het verschil is tussen tangentiële snelheid en hoeksnelheid.

Wat is tangentiële snelheid?

Tangentiële snelheid is de snelheid die raakt aan het pad van een cirkelvormige beweging. Met andere woorden, tangentiële snelheid is de momentane lineaire snelheid van een lichaam in cirkelvormige beweging.

De tangentiële snelheid is gelijk aan de hoeksnelheid maal de straal van de cirkelvormige beweging.

In het algemeen wordt de tangentiële snelheid weergegeven door het symbool _vt .

Zoals je in de bovenstaande afbeelding kunt zien, is de tangentiële snelheid een vector die altijd raakt aan het traject van de mobiele telefoon die de cirkelvormige beweging uitvoert. De tangentiële snelheid kan dus constant zijn (uniforme cirkelbeweging) of variabel (gevarieerde cirkelbeweging).

tangentiële snelheidsformule

De tangentiële snelheid is gelijk aan de hoeksnelheid vermenigvuldigd met de straal van het traject. Om de tangentiële snelheid te berekenen, moet daarom de hoeksnelheid van de cirkelvormige beweging worden vermenigvuldigd met de straal van de cirkelvormige beweging.

De formule om de tangentiële snelheid te berekenen is daarom als volgt:

Goud:

$v_t$

is de tangentiële snelheid.
$\omega$

is de hoeksnelheid.
$r$

is de straal van het roterende bewegingspad.

Tangentiële snelheid heeft dezelfde eenheden als elke andere snelheid, dat wil zeggen lengte-eenheden gedeeld door tijdseenheden. Daarom is de eenheid van tangentiële snelheid in het Système International (SI) de meter verdeeld per seconde.

Uit de tangentiële snelheidsformule volgt dat de tangentiële snelheid van een lichaam groter zal zijn naarmate de hoeksnelheid of straal van het traject toeneemt. Dus als twee lichamen dezelfde hoeksnelheid hebben, zal het lichaam met de grotere straal degene zijn die tangentieel sneller beweegt.

Voorbeeld van het berekenen van de tangentiële snelheid

Nadat we de definitie van tangentiële snelheid en de formule ervan hebben gezien, wordt in dit gedeelte een concreet voorbeeld gegeven van hoe de tangentiële snelheid wordt berekend.

Een mobiel volgt een uniform cirkelvormig bewegingspad met een straal van 7 m. Als de hoeksnelheid van het lichaam 1,5 rad/s bedraagt, wat is dan de tangentiële snelheid?

Om de tangentiële snelheid van de mobiel te vinden die een uniforme cirkelvormige beweging beschrijft, past u eenvoudigweg de bijbehorende formule toe:

$v_t=\omega\cdot r$

In dit geval geeft de probleemstelling ons al alle gegevens die we nodig hebben, dus vervangen we de waarden in de vergelijking en berekenen we de tangentiële snelheid:

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

tangentiële snelheid en hoeksnelheid

In deze sectie zullen we zien wat de verschillen zijn tussen tangentiële snelheid en hoeksnelheid, aangezien het twee kinematische concepten zijn die duidelijk moeten zijn.

Het verschil tussen tangentiële snelheid en hoeksnelheid is dat de tangentiële snelheid raakt aan het pad van cirkelvormige beweging, terwijl hoeksnelheid de rotatiesnelheid van cirkelvormige beweging is.

De tangentiële snelheid is dus de voortbewegingssnelheid van het lichaam dat een cirkelvormige beweging volgt, terwijl de hoeksnelheid de snelheid is waarmee het lichaam roteert.

Bovendien raakt de vector die de tangentiële snelheid vertegenwoordigt de omtrek van de cirkelvormige beweging, maar de hoeksnelheidsvector staat loodrecht op het vlak van de cirkelvormige beweging omdat het een axiale vector is.

➤ Zie: Hoeksnelheid

Tangentiële snelheid en tangentiële versnelling

Tangentiële versnelling is de versnelling die raakt aan het traject van een cirkelvormige beweging, dat wil zeggen dat tangentiële versnelling de lineaire versnelling is van de mobiel die een cirkelvormige beweging uitvoert.

Daarom is het verschil tussen tangentiële snelheid en tangentiële versnelling dat tangentiële snelheid de tangentiële snelheid is van een cirkelvormige beweging, terwijl tangentiële versnelling de verandering in tangentiële snelheid per tijdseenheid aangeeft.

Als de tangentiële versnelling nul is, betekent dit dat de cirkelvormige beweging uniform is. Als de tangentiële versnelling echter constant is en verschilt van nul, betekent dit dat de cirkelvormige beweging uniform varieert.

Wanneer een lichaam dus een uniform gevarieerde cirkelvormige beweging volgt, worden de tangentiële snelheid en de tangentiële versnelling wiskundig met elkaar verbonden door de volgende uitdrukking:

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