Prędkość liniowa określa, jak szybko porusza się punkt znajdujący się na obracającym się elemencie, np. końcówka łopaty turbiny wiatrowej. W ruchu obrotowym punkt położony dalej od osi obrotu ma większą prędkość liniową niż punkt bliżej osi.
Wzór
Dla ruchu po okręgu prędkość liniową oblicza się ze wzoru:
v = 2 · π · r · n
gdzie:
- v – prędkość liniowa,
- r – promień okręgu, czyli odległość punktu od osi obrotu,
- n – liczba obrotów w jednostce czasu,
- 2 · π · r – długość obwodu okręgu.
Jeżeli prędkość obrotowa jest podana w obr./min, wynik najpierw otrzymuje się w m/min, a następnie można go przeliczyć na km/h.
Przykład dla turbiny wiatrowej
Dane:
- promień łopaty: r = 50 m,
- prędkość obrotowa: n = 16 obr./min.
Obwód toru końcówki łopaty:
2 · π · 50 ≈ 314 m
Droga w ciągu jednej minuty:
314 · 16 ≈ 5024 m/min
Przeliczenie na km/h:
5024 m/min · 60 = 301440 m/h ≈ 301 km/h
Po zaokrągleniu otrzymujemy około 300 km/h.
Ważne na egzaminie
W zadaniach tego typu trzeba zwrócić uwagę na jednostki. Najczęstszy błąd to pozostawienie wyniku w m/min zamiast przeliczenia go na km/h.