En este post se explica qué es la velocidad tangencial en física. De modo que encontrarás cómo calcular la velocidad tangencial, un ejercicio resuelto y cuál es la diferencia entre la velocidad tangencial y la velocidad angular.
Índice
¿Qué es la velocidad tangencial?
La velocidad tangencial es la velocidad tangente a la trayectoria de un movimiento circular. Es decir, la velocidad tangencial es la velocidad lineal instantánea que tiene un cuerpo que hace un movimiento circular.
La velocidad tangencial es igual a la velocidad angular por el radio del movimiento circular.
En general, la velocidad tangencial se representa con el símbolo vt.
Como puedes ver en la imagen de arriba, la velocidad tangencial es un vector que siempre es tangente a la trayectoria del móvil que realiza el movimiento circular. Así pues, la velocidad tangencial puede ser constante (movimiento circular uniforme) o variable (movimiento circular variado).
Fórmula de la velocidad tangencial
La velocidad tangencial es igual a la velocidad angular por el radio de la trayectoria. Por lo tanto, para calcular la velocidad tangencial se debe multiplicar la velocidad angular del movimiento circular por el radio del movimiento circular.
De modo que la fórmula para calcular la velocidad tangencial es la siguiente:
Donde:
es la velocidad tangencial.
es la velocidad angular.
es el radio de la trayectoria del movimiento giratorio.
La velocidad tangencial tiene las mismas unidades que cualquier velocidad, esto es, unidades de longitud dividido por unidades de tiempo. Por lo tanto, la unidad de la velocidad tangencial en el Sistema Internacional (SI) es el metro partido por segundo.
A partir de la fórmula de la velocidad tangencial se deduce que la velocidad tangencial de un cuerpo será mayor a medida que aumenta la velocidad angular o el radio de la trayectoria. De modo que si dos cuerpos tienen la misma velocidad angular, el cuerpo que tenga un radio mayor será el que se mueva tangencialmente más rápido.
Ejemplo del cálculo de la velocidad tangencial
Después de ver la definición de la velocidad tangencial y cuál es su fórmula, en este apartado se muestra un ejemplo resuelto de cómo se calcula la velocidad tangencial.
- Un móvil sigue una trayectoria de un movimiento circular uniforme con un radio de 7 m. Si la velocidad angular del cuerpo es de 1,5 rad/s, ¿cuál es su velocidad tangencial?
Para hallar la velocidad tangencial del móvil que describe un movimiento circular uniforme simplemente tenemos que aplicar su fórmula correspondiente:
En este caso, el enunciado del problema ya nos proporciona todos los datos que necesitamos, por lo que sustituimos los valores en la ecuación y calculamos la velocidad tangencial:
Velocidad tangencial y velocidad angular
En este apartado veremos cuáles son las diferencias entre la velocidad tangencial y la velocidad angular, ya que son dos conceptos de cinemática que se deben tener claros.
La diferencia entre la velocidad tangencial y la velocidad angular es que la velocidad tangencial es tangente a la trayectoria del movimiento circular, en cambio, la velocidad angular es la velocidad de rotación del movimiento circular.
Por lo tanto, la velocidad tangencial es la velocidad de avance del cuerpo que sigue un movimiento circular, mientras que la velocidad angular es la velocidad a la que gira dicho cuerpo.
Además, el vector que representa la velocidad tangencial es tangente a la circunferencia del movimiento circular, sin embargo, el vector de la velocidad angular es perpendicular al plano del movimiento circular porque es un vector axial.
Velocidad tangencial y aceleración tangencial
La aceleración tangencial es la aceleración tangente a la trayectoria de un movimiento circular, es decir, la aceleración tangencial es la aceleración lineal que tiene el móvil que realiza un movimiento circular.
Por lo tanto, la diferencia entre la velocidad tangencial y la aceleración tangencial es que la velocidad tangencial es la velocidad tangente de un movimiento circular, mientras que la aceleración tangencial indica la variación de la velocidad tangencial por unidad de tiempo.
Si la aceleración tangencial es nula, significa que el movimiento circular es uniforme. No obstante, si la aceleración tangencial es constante y diferente de cero, quiere decir que el movimiento circular es uniformemente variado.
Así pues, cuando un cuerpo sigue un movimiento circular uniformemente variado, la velocidad tangencial y la aceleración tangencial están relacionados matemáticamente por la siguiente expresión:
Donde:
- es la velocidad tangencial.
es la velocidad tangencial inicial.
es la aceleración tangencial.
es el tiempo transcurrido.
