การเร่งความเร็วแบบ Tangential คืออะไร?

วัตถุจำนวนมากเคลื่อนที่เป็นวงกลม เหล่านี้รวมถึงสเก็ตน้ำแข็งรถยนต์และดาวเคราะห์ ในช่วงปลายปี 1600 ไอแซกนิวตันศึกษาการเคลื่อนที่แบบวงกลมและกำหนดคุณสมบัติใหม่หลายประการของระบบเหล่านี้ ความเร่งแทนเจนต์เป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่เขาได้รับ

นิวตันตั้งข้อสังเกตว่าวัตถุหนึ่งครั้งในการเคลื่อนที่จะเคลื่อนที่เป็นเส้นตรงยกเว้นว่ามีการใช้แรงภายนอก วัตถุที่เคลื่อนที่เป็นเส้นทางวงกลมนั้นจะขึ้นอยู่กับแรงที่ดึงหรือดันเข้าหาศูนย์กลางของวงกลมที่เรียกว่าแรงปกติหรือแรงสู่ศูนย์กลาง ไม่มีกองกำลังเหล่านี้อยู่ตามเส้นทางโค้ง พวกมันอยู่ในมุมที่ต่อเนื่องกัน

ในการเคลื่อนที่เชิงเส้นวัตถุที่ตั้งค่าในการเคลื่อนไหวจะอยู่ในการเคลื่อนไหวเว้นแต่จะกระทำโดยแรงอื่น ไม่ต้องการพลังงานเพิ่มเติม นี่ไม่ใช่ความจริงของการเคลื่อนที่แบบวงกลม

วัตถุที่เคลื่อนที่เป็นวงกลมในอัตราคงที่ซึ่งวัดได้ในการหมุนรอบต่อนาทีจะมีความเร็วเชิงมุมคงที่และความเร็วเชิงมุมคงที่ ในการเคลื่อนที่เชิงเส้นเมื่อความเร็วคงที่การเร่งจะเป็นศูนย์ ความเร่งแทนเจนต์เป็นค่าบวก พลังงานจำเป็นต้องเปลี่ยนแปลงทิศทางอย่างต่อเนื่อง

ความเร่งแทนเจนต์เท่ากับความเร็วแทนเจนต์กำลังสองหารด้วยรัศมี มันยังคำนวณโดยรัศมีคูณด้วยความเร็วเชิงมุมกำลังสอง การสังเกตสองครั้งสามารถทำได้เกี่ยวกับการเร่งวงสัมผัสจากสมการเหล่านี้ การเร่งความเร็วเชิงเส้นเป็นปัจจัยหนึ่งของความเร็วเท่านั้นในขณะที่การเร่งความเร็วตามแนวโค้งเป็นปัจจัยของความเร็วกำลังสอง ความรู้สึกของความเร็วนั้นแข็งแกร่งกว่ารถพลิกมากกว่าคนที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเชิงเส้นเดียวกันในทิศทางเชิงเส้น

ความเร่งแทนเจนต์เป็นปัจจัยของรัศมี เมื่อรัศมีมีขนาดใหญ่ขึ้นความเร่งแทนเจนต์จะเล็กลงสำหรับความเร็วเชิงมุมเดียวกัน ตามที่ระบุไว้แตกต่างกันเมื่อรัศมีมีขนาดเล็กลงโดยไม่มีการป้อนพลังงานเพิ่มเติมความเร็วเชิงมุมจะเพิ่มขึ้น

ผู้คนใช้ประโยชน์จากกฎการเคลื่อนที่เช่นเดียวกับเส้นทางวงกลมหรือโค้งทุกวัน ผู้ขับขี่ที่มีทักษะจะชะลอความเร็วก่อนจากนั้นให้เหยียบคันเร่งเล็กน้อยในระหว่างการเลี้ยวแคบ พลังงานเพิ่มเติมช่วยให้ล้อหมุนไปข้างหน้าแทนที่จะลื่นไถลไปด้านข้าง

การลื่นไถลเกิดขึ้นเมื่อแรงสู่ศูนย์กลางที่ดึงความเร่งแทนเจนต์ลดลง นักสเก็ตน้ำแข็งจับแขนและขาฟรีใกล้กับร่างกายเพื่อหมุนเร็วขึ้น ภารกิจอวกาศหลายแห่งใช้การดึงความโน้มถ่วงของดวงจันทร์หรือวัตถุท้องฟ้าอื่น ๆ เพื่อเร่งแคปซูลอวกาศให้เป็นเส้นทางโค้งที่ต้องการ