Tangenttinopeus

Tangenttinopeus on se nopeuskomponentti, jolla piste liikkuu ympyrän tai kiertävän kappaleen pinnalla tangenttisuoraan. Kiertoliikkeessä kokonaisnopeus osoittaa aina tangenttiin kiertyvän radan suuntaan.

Laskukaava ja tulkinta: tangenttinopeus v_t saadaan v_t = r · ω, jossa r on pisteen etäisyys kiertäjästä kiertokeskuksesta ja ω on kulmanopeus radiaaneina sekunnissa. Yksikkö on metrejä sekunnissa (m/s). Tämä tarkoittaa, että pisteen nopeus on suoraan verrannollinen etäisyyteen ja kulmanopeuteen.

Yhteys kaaren pituuteen: kaaren pituus s = rθ, joten v_t = ds/dt = r dθ/dt = r ω. Tämä kertoo, että tangentialtinopeus kuvaa lineaarista nopeutta tangentin suunnassa.

Tangentiaalinen kiihtyvyys ja muutamaan kiertoliikkeeseen liittyvät ilmiöt: epänormaalissa tai muutoksessa kiertotaajuudessa tangentininopeus voi muuttua, jolloin tangentialinalki a_t = dv_t/dt = r α, missä α on kulmankiihtyys. Keskipakoiskiihtyvyys on a_c = v_t^2 / r ja suuntautuu kohti kiertokeskuskeskusta.

Esimerkkejä ja sovellukset: kiertokoneen ja polkupyörän pyörien tapauksissa, joissa akseli on kiertyeen kiinteä, jokaisella pisteellä on omassa etäisyydessään r tangentialtinopeus v_t = r ω. Tangenttinopeus on siten keskeinen käsite kuvaamaan lineaarista nopeutta kiertoliikkeessä ottaen huomioon sekä radius että kulmanopeuden.