Qu'est-ce que l'accélération tangentielle?

De nombreux objets voyagent dans un mouvement circulaire. Ceux-ci comprennent les patineurs sur glace, les voitures et les planètes. À la fin des années 1600, Isaac Newton a étudié le mouvement circulaire et défini plusieurs nouvelles propriétés de ces systèmes. L'accélération tangentielle est l'un des composants qu'il a dérivés, parmi beaucoup d'autres.

Newton a observé qu'un objet une fois en mouvement se déplacerait en ligne droite à moins qu'une force externe ne soit appliquée. Un objet qui suit une trajectoire circulaire est soumis à une force qui tire ou pousse vers le centre du cercle, appelée force normale ou force centripète. Aucune de ces forces ne suit le chemin incurvé. Ils sont continuellement perpendiculaires les uns aux autres.

En mouvement linéaire, un objet une fois mis en mouvement restera en mouvement à moins d'être sollicité par une autre force. L'énergie supplémentaire n'est pas nécessaire. Ce n'est pas vrai du mouvement circulaire.

L'objet se déplaçant dans un cercle à une vitesse constante, mesuré en tours par minute, a une vitesse tangentielle constante et une vitesse angulaire constante. En mouvement linéaire, lorsque la vitesse est constante, l'accélération est nulle. L'accélération tangentielle est positive. L'énergie est nécessaire pour continuer à changer de direction en permanence.

L'accélération tangentielle est égale à la vitesse tangentielle au carré, divisée par le rayon. Il est également calculé par le rayon multiplié par la vitesse angulaire au carré. Deux observations peuvent être faites sur l’accélération tangentielle à partir de ces équations. L'accélération linéaire est un facteur de vitesse seulement, alors que l'accélération tangentielle est un facteur de vitesse au carré. La sensation de vitesse est beaucoup plus forte dans une voiture qui tourne que dans une voiture qui se déplace à la même vitesse linéaire dans une direction linéaire.

L'accélération tangentielle est un facteur du rayon. Lorsque le rayon augmente, l'accélération tangentielle diminue pour la même vitesse angulaire. Autrement dit, à mesure que le rayon diminue, sans apport d'énergie supplémentaire, la vitesse angulaire augmente.

Les gens profitent des lois du mouvement appliquées quotidiennement aux chemins circulaires ou courbes. Les conducteurs qualifiés ralentissent d'abord, puis gardent la pédale d'accélérateur légèrement engagée dans les virages serrés. L'énergie supplémentaire permet aux roues de rouler vers l'avant au lieu de déraper latéralement.

Le dérapage se produit lorsque la force centripète qui alimente l'accélération tangentielle diminue. Les patineurs glissent leurs bras et la jambe libre près de leur corps pour tourner plus vite. Plusieurs missions spatiales ont utilisé l'attraction gravitationnelle de la lune ou d'autres corps célestes pour accélérer la capsule spatiale dans la trajectoire courbe souhaitée.