Velocidad tangencial
La velocidad tangencial es la componente lineal del movimiento de un objeto que sigue una trayectoria circular.
Desde la física, definimos un vector como una cantidad que tiene tanto magnitud como dirección. Por ejemplo, la velocidad es un vector donde la magnitud es la velocidad. Y la velocidad es la distancia dividida por el tiempo. ¿Y la dirección? En el caso de la velocidad tangencial, estamos describiendo el movimiento a lo largo del borde de un círculo y la dirección en cualquier punto del círculo es siempre a lo largo de la línea tangente. Debido a esta comprensión de la dirección tangencial, utilizamos las palabras «velocidad tangencial», pero nuestra ecuación calculará la velocidad.
Imagina un círculo de radio r. Sentado en el borde del círculo, ¿qué distancia hemos recorrido en una revolución completa? Respuesta: una distancia dada por 2πr. Claro, esta distancia es la misma que la circunferencia del círculo. Además, no tenemos que estar en el borde del círculo. Podemos hablar de la velocidad tangencial de cualquier punto r unidades desde el centro del círculo.
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 es siempre tangencial. La velocidad tangencial es la palabra que define esto. También se puede afirmar que la velocidad lineal es igual a la velocidad tangencial en cualquier momento.
¿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 del círculo.
Por lo tanto, la velocidad tangencial es la componente del movimiento a lo largo del borde de un círculo medida en cualquier instante arbitrario.
Una tangente es una línea que sólo 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 se relaciona con la velocidad tangencial, Vt. La velocidad tangencial es la componente del movimiento a lo largo del borde del círculo que puede medirse en cualquier momento.
Fórmula de la velocidad tangencial
En primer lugar, 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 son los radianes por segundo, y se representa por ω. Se diferencia de la velocidad lineal en que sólo considera los objetos que se mueven de forma circular. En consecuencia, se utiliza para calcular la velocidad de desplazamiento angular.
Matemáticamente, la velocidad tangencial Vt viene dada como
Vt = r × ω
donde
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
donde,
dθ/dt es la tasa de cambio de tiempo del desplazamiento angular θ, y
t es el tiempo que se tarda.
Por lo tanto, la velocidad tangencial se convierte en
Vt = r × dθ/dt
o
Vt = r × 2π/t
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