La velocidad tangencial es la velocidad de un objeto que experimenta un movimiento circular , es decir, que se mueve a lo largo de una trayectoria circular . [1] Un punto en el borde exterior de un tiovivo o plataforma giratoria recorre una distancia mayor en una rotación completa que un punto más cercano al centro. Recorrer una distancia mayor en el mismo tiempo significa una mayor velocidad, por lo que la velocidad lineal es mayor en el borde exterior de un objeto giratorio que más cerca del eje. Esta velocidad a lo largo de una trayectoria circular se conoce como velocidad tangencial porque la dirección del movimiento es tangente a la circunferencia del círculo. Para el movimiento circular, los términos velocidad lineal y velocidad tangencial se usan indistintamente, y ambos usan unidades de m/s, km/h y otras.
La velocidad de rotación (o frecuencia de rotación) mide el número de revoluciones por unidad de tiempo. Todas las partes de un tiovivo rígido o plataforma giratoria giran sobre el eje de rotación en la misma cantidad de tiempo. Por lo tanto, todas las partes comparten la misma velocidad de rotación, o el mismo número de rotaciones o revoluciones por unidad de tiempo. Es común expresar las velocidades de rotación en revoluciones por minuto (RPM). Cuando se asigna una dirección a la velocidad de rotación, se conoce como velocidad de rotación , un vector cuya magnitud es la velocidad de rotación. ( La velocidad angular y la velocidad angular están relacionadas con la velocidad de rotación y la velocidad por un factor de 2 π , el número de radianes que giran en una rotación completa).
La velocidad tangencial y la velocidad de rotación están relacionadas: cuanto mayor sea la velocidad en metros por segundo, mayor será la velocidad tangencial. La velocidad tangencial es directamente proporcional a la velocidad de rotación a cualquier distancia fija del eje de rotación. [1] Sin embargo, la velocidad tangencial, a diferencia de la velocidad de rotación, depende de la distancia radial (la distancia desde el eje). Para una plataforma que gira con una velocidad de rotación fija, la velocidad tangencial en el centro es cero. Hacia el borde de la plataforma, la velocidad tangencial aumenta proporcionalmente a la distancia desde el eje. [2] En forma de ecuación:
donde v es la velocidad tangencial y ω (letra griega omega ) es la velocidad de rotación. Uno se mueve más rápido si la velocidad de rotación aumenta (un valor mayor para ω ), y uno también se mueve más rápido si se produce un movimiento más alejado del eje (un valor mayor para r ). Si se aleja el doble del eje de rotación en el centro, se mueve el doble de rápido. Si se aleja el triple, se tiene el triple de velocidad tangencial. En cualquier tipo de sistema giratorio, la velocidad tangencial depende de lo lejos que se esté del eje de rotación.
Cuando se utilizan unidades apropiadas para la velocidad tangencial v , la velocidad rotacional ω y la distancia radial r , la proporción directa de v con r y ω se convierte en la ecuación exacta. Esto proviene de lo siguiente: la velocidad lineal (tangencial) de un objeto en rotación es la velocidad a la que cubre la longitud de la circunferencia:
La velocidad angular se define como , donde T es el período de rotación , por lo tanto .
Por lo tanto, la velocidad tangencial será directamente proporcional a r cuando todas las partes de un sistema tengan simultáneamente el mismo ω , como en el caso de una rueda, un disco o una varilla rígida.
