Co je tangenciální zrychlení?

Mnoho objektů cestuje kruhovým pohybem. Patří mezi ně bruslaře, auta a planety. V pozdních 1600s, Isaac Newton studoval kruhový pohyb a definoval několik nových vlastností těchto systémů. Tangenciální zrychlení je mezi mnoha dalšími složkami, které odvodil.

Newton pozoroval, že objekt, který se jednou pohybuje, se bude pohybovat po přímce, pokud není použita vnější síla. Objekt cestující kruhovou cestou je vystaven síle, která buď táhne nebo tlačí směrem ke středu kruhu, nazývaná normální nebo centripetální síla. Žádná z těchto sil není podél zakřivené cesty. Jsou neustále v pravém úhlu k sobě.

Při lineárním pohybu zůstane objekt, který byl jednou uveden do pohybu, v pohybu, pokud nebude jednat jinou silou. Není potřeba další energie. To neplatí pro kruhový pohyb.

Objekt pohybující se v kruhu konstantní rychlostí, měřeno v otáčkách za minutu, má konstantní tangenciální rychlost a konstantní úhlovou rychlost. V lineárním pohybu, když je rychlost konstantní, je zrychlení nulové. Tangenciální zrychlení je kladné. Energie je nutná k nepřetržitému střídání směru.

Tangenciální zrychlení se rovná druhé mocnině tangenciální rychlosti dělené poloměrem. Vypočítá se také podle poloměrů, kolikrát je úhlová rychlost na druhou. Z těchto rovnic lze pozorovat dvě tangenciální zrychlení. Lineární zrychlení je faktorem pouze rychlosti, zatímco tangenciální zrychlení je faktorem rychlosti na druhou. Pocit rychlosti je v otáčejícím se automobilu mnohem silnější než ten, který se pohybuje lineární rychlostí stejnou lineární rychlostí.

Tangenciální zrychlení je faktor poloměru. Jak se poloměr zvětšuje, tangenciální zrychlení se zmenšuje pro stejnou úhlovou rychlost. Jinak řečeno, s tím, jak se poloměr zmenšuje, bez přídavného přívodu energie, se úhlová rychlost zvyšuje.

Lidé denně využívají zákonů pohybu, které se aplikují na kruhové nebo zakřivené cesty. Kvalifikovaní řidiči nejprve zpomalí a poté udržují plynový pedál během zatáčky mírně zapojený. Dodatečná energie udržuje kolečka v pohybu dopředu místo smyku do strany.

K smyku dochází, když se snižuje středová síla, která napájí tangenciální zrychlení. Bruslaři si zastrčí ruce a volnou nohu blízko těla a rychleji se točí. Několik vesmírných misí využilo gravitační přitažlivost Měsíce nebo jiných nebeských těles k urychlení vesmírné kapsle na požadovanou zakřivenou cestu.