¿Cuál es la diferencia entre velocidad lineal y de rotación?
El universo está lleno de objetos en movimiento. Incluso cuando crees que estás parado, en realidad no lo estás. Mientras hablamos, se está moviendo a una velocidad asombrosa. Te mueves a 770 millas por hora debido a la rotación de la Tierra. También te mueves a 66.000 millas por hora porque la Tierra está orbitando al Sol. Y todo el sistema solar está orbitando la galaxia a 483.000 millas por hora. ¡Mírate ir!
Entonces la velocidad es bastante importante. Comprender la velocidad es parte de comprender cómo funciona el universo en su conjunto: es una forma en que podemos describir los objetos. Pero resulta que hay dos tipos de velocidad: lineal y rotacional. Esto se debe a que los objetos pueden moverse en línea recta (hacia adelante, hacia atrás, arriba, abajo, izquierda o derecha) Y los objetos pueden girar, como la Tierra gira sobre su eje.
La velocidad lineal es la velocidad y la dirección de un objeto que se mueve en línea recta. Por ejemplo, una pelota podría moverse a 60 metros por segundo hacia arriba, o podría estar conduciendo a 55 millas por hora hacia el norte. Medimos la velocidad lineal en metros por segundo; esa es la unidad científica estándar de velocidad.
La velocidad de rotación es la tasa de rotación de un objeto. O para ser más técnico, es la tasa de cambio de posición angular. Se mide en radianes por segundo. Los radianes son una alternativa a la medición de ángulos en grados. Hay 360 grados en un círculo; de forma similar, hay 2-pi radianes en un círculo.
Hablemos de cómo calcular estas velocidades.
Ecuaciones
Cada uno de los dos tipos de velocidad tiene una ecuación que los acompaña. La velocidad lineal regular se calcula usando esta ecuación:
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La velocidad es el desplazamiento (o cambio de posición) dividido por el tiempo. Tome la cantidad de metros que se ha movido un objeto y divídalo por el tiempo que tardó en moverse.
La velocidad angular viene dada por esta ecuación:
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La velocidad angular es el desplazamiento angular (o cambio en la posición angular) dividido por el tiempo. Tome el número de grados por los que un objeto ha girado y divídalo por el tiempo que tardó en girar.
Ejemplo
Quizás esto sería más fácil si analizáramos un ejemplo. Digamos que una bola vuela por el aire mientras también gira. La pelota se mueve 20 metros en 4 segundos, mientras que durante el mismo tiempo gira 5 veces. ¿Cuáles son las velocidades lineal y angular de la pelota?
Bien, en primer lugar debemos anotar lo que sabemos. Sabemos que el desplazamiento es de 20 metros y sabemos que el tiempo es de 4 segundos. También podemos calcular el desplazamiento angular, porque sabemos cuántas veces giró. Cada rotación completa es 2-pi radianes y giró 5 veces. 2-pi por 5 es lo mismo que 10-pi. Entonces el desplazamiento angular es 10-pi. Inserte estos números en las dos ecuaciones y obtendremos nuestras respuestas: la velocidad lineal es de 5 metros por segundo y la velocidad angular es de 7,9 radianes por segundo.
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Resumen de la lección
La velocidad lineal es la velocidad y la dirección de un objeto que se mueve en línea recta, medida en metros por segundo. La velocidad de rotación es la tasa de rotación de un objeto, medida en radianes por segundo. Los radianes son una alternativa a la medición de ángulos en grados. Hay 360 grados en un círculo; de forma similar, hay 2-pi radianes en un círculo.
Puede calcular la velocidad lineal dividiendo el desplazamiento (o el cambio de posición) por el tiempo que tardó en cambiar la posición. Y puede calcular la velocidad angular dividiendo el desplazamiento angular (o el cambio en la posición angular) por el tiempo que tardó en cambiar la posición angular.
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