Velocità angolare vs velocità lineare: 3 concetti importanti

Conoscevamo già il concetto di velocità. Vediamo ora il confronto dettagliato di velocità angolare Vs velocità lineare.

Quando gli oggetti viaggiano in direzione circolare, è possibile vedere la velocità lineare e la velocità angolare. Comprendiamo il confronto tra velocità angolare Vs velocità lineare in dettaglio.

Velocità angolare vs velocità lineare

È possibile costruire caratteristiche relative al moto su un cerchio osservando la relazione tra un arco su un cerchio e l'angolo in radianti che sottende. Prima di entrare in questi due concetti di velocità angolare e velocità lineare, dobbiamo prima capire il significato di spostamento lineare e spostamento angolare.

Crediti immagine: "Merry Go Round – Palace Pier, Brighton"(CC BY 2.0) di Marco Wordy

Sappiamo già che lo spostamento angolare è definito come l'angolo disegnato da una particella mentre si muove in un cerchio. Poiché la direzione dello spostamento è parallela all'asse, in questo caso lo spostamento angolare è rappresentato da un vettore assiale.

Gli spostamenti sperimentati da una particella mentre viaggia in un moto circolare sono divisi in due categorie. Questi sono i seguenti:

1. Spostamento lineare che è lungo la circonferenza
2. Spostamento angolare che sta facendo un angolo

Se il raggio del cerchio è 'r' allora la relazione tra lo spostamento lineare e lo spostamento angolare può essere data come:

  s=rθ o θ =s/r

Ora, la velocità lineare è definita come la velocità di variazione dello spostamento lineare. Lo spostamento lineare di una particella può essere dato come segue:

E quando si tratta di particelle, la loro velocità angolare è definita come la velocità con cui cambia il loro spostamento angolare.

∴ In un senso semplice, la velocità lineare si riferisce alla velocità con cui la lunghezza dell'arco varia nel tempo, mentre la velocità angolare si riferisce alla velocità con cui l'angolo attorno al punto centrale cambia nel tempo.

Relazione tra velocità angolare e velocità lineare

Abbiamo appena visto che la velocità lineare della particella è data come

E sappiamo che s=r 

r = il raggio del cerchio è costante

Dall'equazione della velocità angolare sappiamo che

Pertanto la relazione tra velocità lineare e angolare per un corpo che si muove in a moto circolare uniforme è dato da : 

Come indicato in questa equazione, la velocità lineare (v) di una particella è direttamente proporzionale alla sua distanza dal centro del percorso circolare e alla velocità angolare della particella.

Analisi comparativa di velocità angolare e velocità lineare

Possiamo creare un confronto basato sulla nostra comprensione dei termini di velocità angolare e velocità lineare, come illustrato nella tabella seguente:

Velocità angolare	Velocità lineare
La velocità angolare della particella è definita come la velocità di variazione dello spostamento angolare.	La velocità lineare è definita come la velocità con cui cambia lo spostamento lineare.
La velocità angolare di una particella viene misurata lungo l'asse del cerchio. Durante il movimento circolare, rimane costante.	In un moto circolare, la velocità lineare di una particella è lungo la circonferenza del cerchio. Cambia in base alla posizione del punto sul cerchio.
La velocità angolare è indicata dal simbolo	La velocità lineare è indicata dal simbolo
La formula è data da:	La formula è data da:
Ha la forma di un vettore assiale. Ciò è dovuto al fatto che lo spostamento della particella è diretto nella direzione dell'asse centrale del cerchio.	È una quantità vettoriale, il che significa che ha sia una grandezza che una direzione ad essa associate.
L'unità di misura della velocità angolare è sia il grado che i radianti. Dove il grado è adimensionale e i radianti sono l'unità SI.	L'unità di misura della velocità lineare è m/s.

FAQ

D. Cos'è la velocità?

Ans: La rapidità con cui qualsiasi cosa si muove o agisce è detta velocità.

Le parole velocità e velocità ci danno un'idea di quanto velocemente o lentamente un oggetto stia viaggiando in relazione alla nostra posizione.

Ci imbattiamo in casi in cui dobbiamo determinare quale di due o più cose sta viaggiando più velocemente dell'altra. Questo accade molto frequentemente. La velocità di un elemento è definita come la velocità con cui la sua posizione cambia rispetto a un quadro di riferimento e nel tempo. Può essere misurato in metri al secondo (ms-1).

Quando la velocità di un corpo varia di una quantità significativa o in una certa direzione, si dice che il corpo sta accelerando.

D. Cosa intendi per velocità angolare? Dare esempi.

Ans: È la velocità con cui una particella ruota attorno a un punto centrale.

La velocità angolare di una particella è definita come la velocità con cui cambia lo spostamento angolare della particella. La velocità angolare di una particella è lungo l'asse del cerchio quando un oggetto si muove in cerchi. In altre parole, la velocità angolare è la quantità costante ed è indicata con 'ω'.

Esempi di velocità angolare sono la ruota panoramica, Terra, Ruota dell'autobus e Ventola.

D. Cosa intendi per velocità lineare? Dare esempi.

Ans: Fondamentalmente, è il ritmo con cui una particella si muove lungo una traiettoria diritta.

La velocità lineare può essere definita come la velocità con cui lo spostamento lineare cambia nel tempo. Le velocità angolari e lineari sono entrambe presenti in tutto ciò che ruota o viaggia in un cerchio.

Ad esempio, prendi in considerazione l'idea di andare su una giostra. Un sasso lanciato dal bordo di una giostra rotante non cadrà dritto. Invece, continuerà ad andare avanti alla stessa velocità con cui viaggiava la giostra quando è stata lanciata la pietra. Questa è la velocità lineare del sassolino.

D.Se un oggetto sta percorrendo la distanza di 5 metri in un tempo di 2 secondi. Allora quale sarà la velocità lineare di quell'oggetto?

Ans: La velocità lineare può essere calcolata utilizzando la sua semplice formula.

Dato: spostamento = 5 metri, tempo = 2 secondi

Velocità lineare:  =s/t 

∴= 5 / 2 

∴=2.5 m/s 

∴ La velocità lineare dell'oggetto è 2.5 m/s

D. La velocità angolare e la velocità angolare sono identiche?

Ans: Entrambe le quantità hanno somiglianze e differenze.

Le somiglianze tra loro sono che la loro unità è radiante/secondo. Mentre differiscono nell'aspetto di scalare e vettoriale. La velocità angolare () è una quantità scalare mentre la velocità angolare () è una quantità vettoriale.

D. La velocità lineare e la velocità lineare sono identiche?

Ans: Mentre sia la velocità che la velocità cercano di determinare la distanza di un oggetto in movimento, differiscono in qualche modo.

Innanzitutto, la velocità è una quantità scalare. Quindi, esprimere la velocità in m/s mostra semplicemente la grandezza. Non dice nulla sul movimento dell'oggetto. Tuttavia, la velocità lineare descrive la direzione in cui si muove qualcosa.

Ciò è dovuto al fatto che la velocità è una grandezza vettoriale, che indica sia la grandezza che la direzione del corpo in movimento.

Leggi anche:

• Analisi dettagliata sull'ottica non lineare
• Il DNA procariotico è circolare o lineare