La componente lineal de la velocidad de cualquier objeto cuando se mueve en una trayectoria circular se llama velocidad tangencial. Cuando un objeto se mueve en una trayectoria circular a una distancia r del centro, la velocidad del cuerpo siempre es tangencial. Velocidad tangencial es la palabra para esto. También se puede afirmar que la velocidad lineal es igual a la velocidad tangencial en cualquier momento dado. La fórmula de la velocidad tangencial se explicará con ejemplos en este artículo.
¿Qué es la velocidad tangencial?
La velocidad tangencial explica el movimiento de un objeto a lo largo del borde del círculo cuya dirección es siempre la tangente a cualquier punto dado del círculo.
Por tanto, la velocidad tangencial es la componente del movimiento a lo largo del borde de un círculo medido en cualquier instante arbitrario.
Una tangente es una línea que solo toca un punto de una curva no lineal (como un círculo). En un gráfico bidimensional, representa una ecuación con la relación entre las coordenadas x e y.
En un movimiento circular, la velocidad tangencial es la medida de la velocidad en cualquier punto tangente a la rueda giratoria. A través de la fórmula, la velocidad angular ω está conectada a la velocidad tangencial, V t . La velocidad tangencial es la componente del movimiento a lo largo del borde del círculo que se puede medir en cualquier momento.
Fórmula para la velocidad tangencial
Primero, debemos determinar el desplazamiento angular θ, que se define como la relación entre la longitud del arco trazado por un elemento en este círculo y su radio ‘r’.
La velocidad angular de un objeto es la velocidad a la que cambia su desplazamiento angular. Su unidad estándar es radianes por segundo y se representa por ω. Se diferencia de la velocidad lineal en que solo considera objetos que se mueven en un movimiento circular. Como resultado, se utiliza para calcular la velocidad a la que se barre el desplazamiento angular.
Matemáticamente, la velocidad tangencial V t se da como:
V t = r × ω
dónde,
- r es el radio de la trayectoria circular, y
- ω es la velocidad angular
- Pero, la velocidad angular se define como,
ω = dθ/dt = 2π/t
dónde,
- dθ/dt es el cambio de tasa de tiempo del desplazamiento angular θ, y
- t es el tiempo empleado.
Por lo tanto, la velocidad tangencial se convierte en:
Vt = r × dθ/dt
o
Vt = r × 2π/ t
La velocidad tangencial de cualquier objeto que se mueva en una dirección circular se puede calcular utilizando la fórmula de velocidad tangencial.
- Unidad de Velocidad Tangencial: Metro por segundo o m/s.
- Fórmula de dimensión para la velocidad tangencial: [M 0 LT -1 ].
Problemas de muestra
Problema 1: La velocidad angular de un anillo circular es de 20 rad/s y su diámetro es de 20 cm. Encuentre su velocidad tangencial.
Solución:
Dado que:
La velocidad angular, ω = 20 rad/s,
El diámetro del anillo, d = 20 cm.
Por lo tanto, el Radio, r = 20 cm/2 = 10 cm = 0,1 m
La fórmula para la velocidad tangencial es la siguiente:
Vt = r × ω
= 0,1 m × 20 rad/s
= 2 m/s
Problema 2: Determinar la velocidad tangencial de un disco que tiene una velocidad angular de 10 rad/s y un radio de 5 m.
Solución:
Dado que:
La velocidad angular, ω = 10 rad/s,
El radio del disco, d = 5 m.
La fórmula para la velocidad tangencial es la siguiente:
Vt = r × ω
= 5 m × 10 rad/s
= 50 m/s
Problema 3: ¿Cuál es el radio de la rueda que gira con una velocidad de 10 m/s y su velocidad angular es de 5 rad/s?
Solución:
Dado que:
La velocidad tangencial, Vt = 10 m/s,
La velocidad angular, ω = 5 rad/s.
La fórmula para la velocidad tangencial es la siguiente:
Vt = r × ω
10 m/s = r × 5 rad/s
r = 2 metros
Problema 4: ¿Cuál es el radio del anillo que tiene una velocidad tangencial de 50 m/s y su velocidad angular es de 5 rad/s?
Solución:
Dado que:
La velocidad tangencial, Vt = 50 m/s,
La velocidad angular, ω = 5 rad/s.
La fórmula para la velocidad tangencial es la siguiente:
Vt = r × ω
50 m/s = r × 5 rad/s
r = 10 metros
Publicación traducida automáticamente
Artículo escrito por khichdiboss y traducido por Barcelona Geeks. The original can be accessed here. Licence: CCBY-SA