Atšķirība starp tangenciālo paātrinājumu un centripetālo paātrinājumu

Tangenciālais paātrinājums salīdzinājumā ar paātrinājumu centripetālā

Paātrinājums ir ātruma maiņas ātrums, un, ja to izsaka, izmantojot aprēķinus, tas ir ātruma laika atvasinājums. Tangenciālais paātrinājums un pavērsiens pa centrālo strāvu ir daļiņas vai stingra ķermeņa paātrinājuma komponenti apļveida kustībā.

Tangenciālais paātrinājums

Apsveriet daļiņu, kas pārvietojas pa ceļu, kā parādīts diagrammā. Apskatāmajā gadījumā daļiņa atrodas leņķiskā kustībā, un daļiņas ātrums ir tangenciāls ceļam.

Tangenciālā ātruma izmaiņu ātrumu definē kā tangenciālo paātrinājumu, un to apzīmē ar a_t.

a_t = dv_t/ dt

Tomēr tas nenozīmē kopējo daļiņu paātrinājumu. Saskaņā ar Ņūtona pirmo likumu, lai daļiņa novirzītos no taisnā ceļa un pagrieztos, jābūt citam spēkam; līdz ar to mēs varam secināt, ka jābūt paātrinājuma komponentei, kas vērsta perpendikulāri tangenciālajam paātrinājuma komponentam, t.i., uz punktu O parādītajā gadījumā. Šo paātrinājuma sastāvdaļu sauc par normāls paātrinājums, un to apzīmē ar a_n.

a_n = v_t²/ r

Ja u_t un u_n ir vienības vektori tangenciālajā un normālajā virzienā, iegūto paātrinājumu var iegūt ar šādu izteiksmi.

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

Centripetāla paātrinājums

Tagad ņemiet vērā, ka spēks, kas izraisa normālu paātrinājumu, ir nemainīgs. Šajā gadījumā daļiņa nonāk apļveida ceļā ar rādiusu r. Šis ir īpašs gadījums leņķiskā kustībā, un normālam paātrinājumam tiek dots termins centripetāls paātrinājums. Spēks, kas virza apļveida kustību, ir pazīstams kā centripetālais spēks.

Centripetālo paātrinājumu piešķir arī iepriekšminētā izteiksme, bet, lai to piešķirtu leņķiskā ātruma izteiksmē, var izmantot leņķiskās attiecības ar ātrumu un paātrinājumu..

Tāpēc,

a_c = v_t²/ r = -rω²

(Negatīva zīme norāda, ka paātrinājums ir norādīts rādiusa vektora pretējā virzienā)

Tīro paātrinājumu var iegūt, iegūstot divus komponentus a_c un a_t.

Kāda ir atšķirība starp tangenciālo paātrinājumu un centripetālo paātrinājumu?

• Tangenciālie un centripetālie paātrinājumi ir divas daļiņas / ķermeņa paātrinājuma apļveida kustībās.

• Tangenciālais paātrinājums ir tangenciālā ātruma maiņas ātrums, un tas vienmēr ir tangenciāls apļveida ceļam un normāls rādiusa vektoram..

Centripetālais paātrinājums ir vērsts uz apļa centru, un šis paātrinājuma komponents ir galvenais faktors, kas notur daļiņu apļveida ceļā.

• Daļiņai, kas atrodas apļveida kustībā, paātrinājuma vektors vienmēr atrodas apļveida ceļā.