Kulmanopeus vs. lineaarinen nopeus
Kulmanopeus ja lineaarinopeus ovat kaksi nopeuden muotoa, joita sovelletaan kenttien todenmukaisuuteen. Tässä artikkelissa käsitellään lineaarisen nopeuden ja kulmanopeuden määritelmiä, yhtäläisyyksiä ja eroja.
Lineaarinen nopeus
Lineaarinen nopeus määritellään kohteen ja kiinteän pisteen välisen siirtymän muutosnopeudeksi. Matemaattisesti nopeus on yhtä suuri kuin dx/dt (luettu d, dt x) laskennan teorioiden mukaan. Se on myös merkitty kirjaimella ẋ. Lineaarinen nopeus on vektorisuure. Lineaarisella nopeudella on hetkellisen liikkeen suunta. Nopeus on relativistinen muunnos, mikä tarkoittaa, että suhteellisuuslakeja on sovellettava valonnopeuden kanssa yhteensopiviin nopeuksiin. Suhteellinen nopeus on kohteen nopeus suhteessa toiseen kohteeseen. Vektorimuodossa tämä kirjoitetaan muodossa V̰A rel B=V̰A – V̰B V̰ rel on kohteen "A" nopeus suhteessa objektiin "B". Yleensä kahden kohteen välisen suhteellisen nopeuden laskemiseen käytetään nopeuskolmiota tai nopeuden suuntaviivaa. Nopeuskolmioteoria väittää, että jos VA rel Earth ja VEarth rel B on merkitty kolmion kahdelle sivulle, joka on verrannollinen suuruuteen ja suuntaan, kolmas viiva osoittaa suhteellisen nopeuden suunnan ja suuruuden. Lineaarinopeus mitataan metreinä sekunnissa. Lineaarinopeuden määritelmää voidaan pitää myös kohteen siirtymänä aikayksikkönä. Lineaarisen nopeuden suuruus yksin osoittaa kohteen nopeuden.
Kulmanopeus
Kulmanopeus on tapahtuma, josta keskustellaan kulmaliikkeessä. Liikkeet, kuten pyörivän tuulettimen tai juoksupyörän siivet, ovat kulmikkaita. Kulmaliikettä varten käytetään kulmapiirrettyä radiaalia. Tämän kulman toinen puoli liikkuu kohteen mukana, kun toinen pysyy paikallaan suhteessa maahan. Kulma tunnetaan kulmasiirtymänä. Kulmasiirtymän muutosnopeus tunnetaan kulmanopeudena ja kulmanopeuden muutosnopeus kulmakiihtyvyydeksi. Kulmanopeuden yksikkö on radiaania sekunnissa tai se voidaan ilmaista myös kierroksina sekunnissa. Kohteen kulmanopeuden muutos vaatii järjestelmään vaikuttavan ulkoisen nettovääntömomentin. Toinen kulmanopeuden yhteydessä käsitelty ominaisuus on kulmamomentti. Kulmamomentti on yhtä suuri kuin kappaleen hitausmomentti pyörimisakselin suhteen ja kulmanopeuden tulo. Järjestelmän pyörimiskineettinen energia on yhtä suuri kuin hitausmomentin ja kulmanopeuden tulo neliöitynä ja jaettuna kahdella. Kulmanopeus on oikea suure, joka antaa meille vaikutelman, kuinka nopeasti esine pyörii. Tämä on yleensä merkitty ω.
Mitä eroa on kulmanopeudella ja lineaarisella nopeudella?
• Kulmanopeuden ylläpitämiseen tarvitaan aina voima, mutta jatkuva lineaarinen nopeus ei vaadi voimaa.
• Kulmanopeus kerrottuna liikesäteellä antaa kohteen hetkellisen lineaarisen nopeuden.
• Lineaarinopeus mitataan metreinä sekunnissa, kun taas kulmanopeus mitataan radiaaneina sekunnissa.
