Ero tangentiaalisen kiihtyvyyden ja centripetaalisen kiihtyvyyden välillä

Tangentiaalinen kiihtyvyys vs. centripetaalinen kiihtyvyys

Kiihtyvyys on nopeuden muutosnopeus, ja kun se ilmaistaan ​​laskelmalla, se on nopeuden aikajohdannainen. Tangentiaalinen kiihtyvyys ja keskisuuntainen kiihtyvyys ovat hiukkasen tai jäykän kappaleen kiihtyvyyden komponentteja ympyräliikkeellä.

Tangentiaalinen kiihtyvyys

Mieti hiukkasia, jotka liikkuvat polkua pitkin kuvan osoittamalla tavalla. Tarkasteltavana olevassa tapauksessa hiukkanen on kulmaliikkeessä ja hiukkasen nopeus on tangentiaalinen polulle.

Tangenssinopeuden muutosnopeus määritellään tangentiaalisena kiihtyvyytenä, ja sitä merkitään _T.

_T = dv_T/ dt

Tämä ei kuitenkaan sisällä hiukkasen kokonaiskiihtyvyyttä. Newtonin ensimmäisen lain mukaan hiukkasen poikkeamiseksi suoraviivaisesta polusta ja kääntymisestä on oltava toinen voima; voimme siis päätellä, että kiihtyvyyskomponentin on oltava suunnattu kohtisuoraan tangentiaaliseen kiihtyvyyskomponenttiin, ts. kohti kohtaa O esitetyssä esimerkissä. Tätä kiihtyvyyden komponenttia kutsutaan normaali kiihtyvyys, ja sitä merkitään _n.

_n = v_T²/ R

Jos U_T ja U_n ovat yksikkövektoreita tangentiaalisessa ja normaalissa suunnassa, saatu kiihtyvyys voidaan antaa seuraavalla lausekkeella.

a = a_TU_T + _nU_n = (dv_T/ dt) u_T + (v_T²/ r) u_n

Centripetaalinen kiihtyvyys

Oletetaan nyt, että normaalin kiihtyvyyden indusoiva voima on vakio. Tässä tapauksessa hiukkanen tulee pyöreälle polulle, jonka säde on r. Tämä on erityinen tapaus kulmaliikkeessä, ja normaalille kiihtyvyydelle annetaan termi centripetaalinen kiihtyvyys. Pyöreän liikkeen vetävä voima tunnetaan nimellä keskihakuvoima.

Centripetaalisen kiihtyvyyden antaa myös yllä oleva lauseke, mutta nopeuden ja kiihtyvyyden kulmasuhteita voidaan käyttää antamaan se kulmanopeuden suhteen.

Siksi,

_C = v_T²/ r = -rω²

(Negatiivinen merkki osoittaa, että kiihtyvyys osoitettiin sädevektorin vastakkaiseen suuntaan)

Nettokiihtyvyys voidaan saada tuloksena kahdesta komponentista a_C ja a_T.

Mitä eroa on tangentiaalisen kiihtyvyyden ja centripetaalin kiihtyvyyden välillä??

• Tangentiaaliset ja keskisuuntaiset kiihtyvyydet ovat kaksi osaa hiukkasen / rungon kiihtyvyydestä kiertoliikkeellä.

• Tangentiaalinen kiihtyvyys on tangenssinopeuden muutosnopeus, ja se on aina tangentiaalinen ympyräpolulle ja normaali sädevektorille.

• Centripetaalinen kiihtyvyys on osoitettu kohti ympyrän keskustaa, ja tämä kiihtyvyyskomponentti on tärkein tekijä, joka pitää hiukkasen ympyräpolulla.

• Pyöreässä liikkeessä olevan hiukkasen kiihtyvyysvektori on aina ympyräpolun sisällä.