Çizgisel hız
Kısa tanım
Çizgisel hız, dairesel hareket eden bir noktanın çember üzerinde birim zamanda aldığı yoldur; açısal hız ile yarıçapın çarpımına eşittir (v = ω·r).
Diğer adları: Doğrusal hız, Teğetsel hız
Dönme dolabın merkeze yakın kabinleri ile en dıştaki kabinleri aynı sürede bir tur atar, ama dıştakiler çok daha uzun bir yol kat eder. Bu farkı çizgisel hız anlatır. Açısal hız bütün noktalar için aynıyken, çizgisel hız merkeze olan uzaklıkla artar.
Formüller
v = ω × r(ω: rad/s cinsinden açısal hız, r: yarıçap)ω = 2π × f(f: saniyedeki tur sayısı)v = 2πr / T(T: bir turun süresi)
Çizgisel hızın yönü her an çembere teğettir; bu yüzden ona teğetsel hız da denir. Bir taşı sapanla döndürüp bıraktığında taşın teğet doğrultusunda uçması bundandır.
Örnek: bisiklet tekerleği
Yarıçapı 0,3 m olan bir tekerlek saniyede 10 tur dönüyor. Açısal hız ω = 2π × 10 ≈ 62,83 rad/s, çizgisel hız v = 62,83 × 0,3 ≈ 18,85 m/s (yaklaşık 67,9 km/sa) olur. Kaymadan dönen bir tekerlekte bu değer aynı zamanda bisikletin ileri hızıdır.
Devir sayısından hesap
Makinelerde dönüş genelde dakikadaki devir (rpm) ile verilir. 1.500 rpm'de dönen, çapı 200 mm olan bir disk için f = 1.500 / 60 = 25 tur/s; çevresel hız v = π × 0,2 × 25 ≈ 15,7 m/s'dir. Talaşlı imalatta kesme hızı ve taşlama taşlarının güvenli çalışma sınırları bu şekilde hesaplanır.
Karıştırılan kavramlar
- Açısal hız: birim zamanda taranan açı; yarıçaptan bağımsızdır.
- Merkezcil ivme: hızın yönünün değişmesinden doğar,
a = v² / r. Çizgisel hızın büyüklüğü sabit olsa bile bu ivme vardır.
Açısal ve çizgisel hız arasında dönüşüm için açısal hız aracını, dönen cisme etki eden kuvveti bulmak için de merkezcil kuvvet hesaplamayı kullanabilirsin.