سرعت خطی چیست؟
سرعت خطی (Linear Velocity) سرعتی است که یک نقطه روی محیط دایره طی میکند. تصور کنید سوار بر لبهی یک چرخ و فلک هستید؛ سرعت زاویهای شما و کسی که در نزدیکی مرکز نشسته برابر است (هر دو یک دور را در زمان مساوی میزنید)، اما سرعت خطی شما بسیار بیشتر است چون در همان زمان مسافت طولانیتری (دایره بزرگتر) را طی میکنید. این مفهوم در طراحی تسمه نقالهها، سرعت خودرو، و ابزارهای برشی دوار بسیار حیاتی است.
fxفرمول محاسبه
- v: سرعت خطی (m/s)
- r: شعاع چرخش (m)
- ω: سرعت زاویهای (فقط بر حسب رادیان بر ثانیه)
هشدار: اگر سرعت زاویهای شما RPM است، ابتدا باید آن را به رادیان بر ثانیه تبدیل کنید (ضرب در 0.1047). ابزار ما این کار را خودکار انجام میدهد.
مثالهای واقعی
۱. لاستیک خودرو
یک تایر با شعاع 30 سانتیمتر (0.3 متر) که با سرعت 500 RPM میچرخد:
1. تبدیل RPM به رادیان/ثانیه: 500 × 0.1047 = 52.35 rad/s
2. محاسبه v: 0.3 × 52.35 = 15.7 m/s (حدود 56 km/h)
۲. هارد دیسک کامپیوتر
هارد دیسکهای قدیمی 7200 RPM سرعت دارند. شعاع دیسک حدود 4.5 سانتیمتر است. سرعت خواندن اطلاعات در لبه دیسک چقدر است؟
v = 0.045m × (7200 × 2π / 60) ≈ 34 m/s (بسیار سریع!)
اشتباهات رایج
- فراموش کردن تبدیل واحد شعاع: وارد کردن سانتیمتر به جای متر در فرمول، باعث میشود جواب ۱۰۰ برابر بزرگتر از واقعیت شود.
- استفاده مستقیم از RPM: عدد RPM را مستقیم در شعاع ضرب نکنید. حتما باید ضریب تبدیل (2pi/60) اعمال شود.
- شعاع vs قطر: گاهی قطر چرخ (Diameter) داده میشود، حتما باید آن را تقسیم بر ۲ کنید تا شعاع (Radius) بدست آید.