Razlika med tangencialnim pospeševanjem in centripetalnim pospeševanjem

Tangencialno pospeševanje vs Centripetalno pospeševanje

Pospešek je hitrost spremembe hitrosti, in ko je izražen z izračunom, je časovni derivat hitrosti. Tangencialno pospeševanje in centripetalno pospeševanje sta sestavni del pospeška za delce ali togo telo v krožnem gibanju.

Tangencialno pospeševanje

Razmislite o delcu, ki se giblje po poti, kot je prikazano na diagramu. V obravnavanem primeru je delec v kotnem gibanju, hitrost delca pa je dotika poti.

Hitrost spremembe tangencialne hitrosti je opredeljena kot tangencialni pospešek in jo označujemo z a_t.

a_t = dv_t/ dt

Vendar to ne upošteva skupnega pospeška delca. Po Newtonovem prvem zakonu mora delček odstopiti od pravokotne poti in se obrniti; zato lahko sklepamo, da mora obstajati pospeševalna komponenta, usmerjena pravokotno na tangencialno komponento pospeška, to je proti točki O na prikazanem primeru. Ta komponenta pospeška je znana kot normalni pospešek, in ga označujemo z a_n.

a_n = v_t²/ r

Če u_t in u_n so enotni vektorji v tangencialni in normalni smeri, dobljeni pospešek lahko damo z naslednjim izrazom.

a = a_tu_t + a_nu_n = (dv_t/ dt) u_t + (v_t²/ r) u_n

Centripetalni pospešek

Zdaj upoštevajte, da je sila, ki povzroča običajni pospešek, konstantna. V tem primeru delček vstopi v krožno pot s polmerom r. To je poseben primer pri kotnem gibanju, normalni pospešek pa je podan z izrazom centripetalni pospešek. Sila, ki poganja krožno gibanje, je znana kot centripetalna sila.

Centripetalni pospešek je podan tudi z zgornjim izrazom, vendar se lahko kotna razmerja v hitrosti in pospešku uporabijo glede na kotno hitrost.

Zato,

a_c = v_t²/ r = -rω²

(Negativni znak pomeni, da je pospešek usmerjen v nasprotni smeri vektorja polmera)

Neto pospešek lahko dobimo z rezultatom obeh komponent a_c in a_t.

Kakšna je razlika med tangencialnim pospeševanjem in centripetalnim pospeševanjem?

• Tangencialni in centripetalni pospeški so sestavni deli pospeška delca / telesa v krožnem gibanju.

• Tangencialni pospešek je hitrost spremembe tangencialne hitrosti in je vedno tangencialna glede na krožno pot in normalna na polmer vektorja.

• Centripetalni pospešek je usmerjen proti sredini kroga in ta pospeševalna komponenta je glavni dejavnik, ki delce zadrži v krožni poti.

• Pri delcu v krožnem gibanju se vektor pospeška vedno nahaja v krožni poti.