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Temperature Interval

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Überblick

Die Winkelgeschwindigkeit ist ein Vektor, der die Geschwindigkeit einer Drehung eines Objekts um eine Achse angibt. Die Richtung dieses Vektors ist normal zur Drehungsebene und wird durch die Drei-Finger-Regel bestimmt. Sie wird als Verhältnis der Winkeländerung, durch die das Objekt sich bewegt, Winkelverschiebung genannt, und der Zeit gemessen. Im internationalen Einheitensystem (Système International d'Unités, SI) lautet die Einheit für Winkelgeschwindigkeit Radiant pro Sekunde.

Winkelgeschwindigkeit im Sport

Die Winkelgeschwindigkeit ist ein nützliches Konzept im Sport. Beispielsweise können das Wissen und die Kontrolle über die Winkel- wie auch die lineare Geschwindigkeit des Schlagens mit einem Golf- oder Baseballschläger dem Sportler dabei helfen, seine Leistung zu verbessern. Eine Beziehung zwischen Winkel- und linearer Geschwindigkeit ist derart beschaffen, dass der Punkt eines längeren Objekts wie ein Golfschläger, der am weitesten von der Drehachse entfernt ist, die schnellste lineare Geschwindigkeit aufweist, auch wenn die Winkelgeschwindigkeit für alle Punkte entlang des Schlägers die gleiche ist. Daher kann der Sportler durch die Verwendung eines längeren Schlägers den Ball mit einer größeren linearen Geschwindigkeit treiben, wodurch er weiter fliegt. Dementsprechend kann durch die Verwendung eines kürzeren Schlägers oder das Halten näher zur Mitte die lineare Geschwindigkeit verringert werden.

Größere Menschen mit längeren Gliedern haben hinsichtlich linearer Geschwindigkeit einen Vorteil. Dieser Vorteil kann einer der Gründe sein, warum bei der primitiven Jagd hauptsächlich Männer die Jäger waren, da Jagen unter anderem das Werfen von Steinen und Speeren auf das Tier erforderte. Menschen mit längeren Gliedern konnten eine größere lineare Geschwindigkeit erzeugen. Allerdings kann es auch zum Nachteil gereichen. Menschen mit längeren Armen benötigen nicht nur mehr Energie, um Objekte zu werfen. Der Schmerz ist auch stärker, wenn Menschen mit längeren Beinen ein Hindernis mit dem Fuß treffen, verglichen mit kleineren Personen, die ihre Beine mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit bewegen. Der Grund liegt wiederum darin, dass die lineare Geschwindigkeit bei längeren Beinen größer ist.

Die Winkelgeschwindigkeit ist beim Turnen, Eiskunstlaufen und Turmspringen wichtig. Das Wissen um die Winkelgeschwindigkeit ermöglicht Sportlern zu berechnen, wie viele akrobatische Figuren sie vor dem Aufsetzen auf dem Boden oder Eintauchen in Wasser ausführen können. Um mehr Drehungen wie Saltos durchzuführen, bringen die Athleten Arme und Beine so nah wie möglich an den Körper, um die Massenträgheit zu verringern und den Schwung zu steigern, was zu einer Erhöhung der Winkelgeschwindigkeit führt. Um im richtigen Winkel auf dem Boden oder im Wasser zu landen, müssen die Sportler eventuell ihre Winkelgeschwindigkeit reduzieren, indem sie die Glieder leicht strecken und mehr Kontrolle über ihre Bewegungen erhalten.

Hammer- und Diskuswerfer müssen ebenfalls eine höhere Winkelgeschwindigkeit erreichen, um die lineare Geschwindigkeit zu steigern. Den Hammer einfach zu werfen, ohne ihn vorher an einem Band zu drehen, führt zu einer geringeren Geschwindigkeit, als wenn er zuvor herumgewirbelt wird. Viele Olympia-Sportler drehen den Hammer drei bis vier Mal, bevor sie ihn schleudern, um die höchste lineare Geschwindigkeit zu erzielen.

Winkelgeschwindigkeit bei optischen Speichern

Die Winkelgeschwindigkeit kommt auch bei Datenspeichern auf optischen Medien wie CDs zum Einsatz. Sowohl die Winkel- als auch die lineare Geschwindigkeit wird zum Messen der Schreibgeschwindigkeit auf Disks und der Geschwindigkeit von Laufwerken genutzt. Unterschiedliche Geschwindigkeiten sind für unterschiedliche Aufzeichnungseinstellungen wichtig. Die Namen der Aufzeichnungseinstellungen beziehen sich häufig auf diese Geschwindigkeit. Beispielsweise war die konstante Lineargeschwindigkeit (Constant Linear Velocity, CVL) der ursprüngliche Aufzeichnungsmodus. Bei diesem Modus werden Daten mit gleichbleibender Rate auf die gesamte Disk geschrieben. Die zonenkonstante Lineargeschwindigkeit (Zone Constant Linear Velocity, ZCLV) behält eine konstant lineare Geschwindigkeit für eine Zone der Disk bei, jedoch nicht für die gesamte Disk. Die Disk dreht sich in der Regel langsamer, wenn auf die äußeren Bereiche aufgezeichnet wird. Die teilweise, konstante Winkelgeschwindigkeit (Partial Constant Angular Velocity, PCAV) ist eine Aufzeichnungsmethode mit zunehmender Winkelgeschwindigkeit, bis eine bestimmte Grenze erreicht ist. Dann bleibt sie für die übrige Aufzeichnung gleich. Schließlich gibt es die konstante Winkelbeschleunigung (Constant Angular Velocity, CAV), bei der die Winkelgeschwindigkeit während der Aufzeichnung gleich bleibt. Das bedeutet, dass sich die lineare Geschwindigkeit des Schreibkopfes beim Aufzeichnen auf den äußeren Bereichen der Disk erhöht. Diese Methode wird auch auf Festplatten und Schallplatten verwendet.

Winkelgeschwindigkeit im Weltraum

35.786 Kilometer (22.236 Meilen) von der Erde entfernt gibt es eine Umlaufbahn, auf der ein Objekt, das sich in der gleichen Rotationsrichtung wie die Erde bewegt, diese etwa zur gleichen Zeit umrundet, wie eine volle Drehung der Erde um die eigene Achse benötigt: einen siderischen Tag, also etwas weniger als 24 Stunden. Daher ist die Winkelgeschwindigkeit der Objekte auf dieser Umlaufbahn gleich der Winkelgeschwindigkeit der Erde. Auf die Betrachter von der Erde wirkt es, als stünden diese Objekte still. Diese Umlaufbahn ist der Erdsynchronorbit.

Sie wird auch geostationäre Satellitenumlaufbahn genannt und für Wetter- und Klimasatelliten, Satelliten zur Beobachtung der Ozeane (Geostationary Ocean Color Imagers oder GOCIs) und Kommunikationssatelliten für Rundfunk und Telekommunikation verwendet. Kommunikationssatelliten können auch niedrigere oder höhere Umlaufbahnen nutzen. Geostationäre Satellitenumlaufbahn werden häufig genutzt, da Antennen, die auf den Satelliten in diesem Orbit gerichtet sind, nicht neu ausgerichtet werden müssen. Wenn jedoch die direkte Sichtlinie des Transmitters blockiert ist, wird das Signal, wenn überhaupt, nicht gut übertragen. Da die geostationäre Satellitenumlaufbahn weit entfernt ist, führt dies zu Verzögerungen von 0,25 Sekunden. Stärkere Transmitter werden zudem benötigt, um das Problem der Entfernung zu lösen. Früher wurden Kommunikationssatelliten für Ferngespräche genutzt. Sie wurden großteils durch Unterseekabel ersetzt, werden aber noch zur Telekommunikation in entlegenen Gebieten eingesetzt. In den vergangenen 20 Jahren wurden Kommunikationssatelliten auch zur Bereitstellung von Internetverbindungen in entlegenen Regionen genutzt.

Satelliten verfügen über eine bestimmte Menge Treibstoff. Ist dieser aufgebraucht, können die Satelliten nicht mehr genutzt werden. Sie werden dann auf eine andere Umlaufbahn, dem Friedhofsorbit, viel höher als die geostationäre Satellitenumlaufbahn, gebracht. Viele Länder haben Vorschriften erlassen, gemäß denen private Satellitenbesitzer eine Vereinbarung unterzeichnen, dass sie den Satelliten zum Friedhofsorbit bringen, sobald sein Lebenszyklus sich dem Ende nähert.

Weitere Informationen

Dieser Artikel wurde von Kateryna Yuri verfasst.

Unit Converter articles were edited and illustrated by Anatoly Zolotkov

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Mechanik ist der Bereich der Physik, der sich mit dem Verhalten physikalischer Körper, wenn diese Kräften oder Verlagerung ausgesetzt sind, und den darauf folgenden Auswirkungen der Körper auf ihre Umgebung befasst.

Winkelgeschwindigkeit und Drehzahl

In der Physik wird die Winkelgeschwindigkeit als Änderungsrate einer Winkelverschiebung definiert und ist eine Vektorgröße, die die Winkelgeschwindigkeit (Umdrehungsgeschwindigkeit oder Drehzahl) eines Objekts und der Achse, um die sich das Objekt dreht, spezifiziert.

Im internationalen Einheitensystem (Système International d'Unités, SI) lautet die Einheit für Winkelgeschwindigkeit Radiant pro Sekunde. Sie kann auch in anderen Einheiten wie Grad pro Sekunde, Grad pro Stunde usw. angegeben werden. Die Richtung des Vektors der Winkelgeschwindigkeit ist senkrecht zur Rotationsebene, in einer Richtung, die üblicherweise durch die Drei-Finger-Regel bestimmt ist. In der Technologie werden häufig ältere Einheiten wie Umdrehungen pro Minute oder Umdrehungen pro Sekunde verwendet.

Den Umrechner für Winkelgeschwindigkeit und Drehzahl nutzen:

Dieses Online-Tool zur Umrechnung von Einheiten ermöglicht die schnelle und genaue Umrechnung vieler Messeinheiten von einem System zu einem anderen. Die Seite für die Einheitenumrechnung ist eine Lösung für Techniker, Übersetzer und alle, die mit Mengen arbeiten, die in unterschiedlichen Einheiten angegeben werden können.

Sie können dieses Online-Tool zur Umrechnung verwenden, um zwischen mehreren Hundert Einheiten (einschließlich metrischer, britischer und amerikanischer) in 76 Kategorien oder mehreren Tausend Paaren umzurechnen. Beispiele der Kategorien sind Beschleunigung, Fläche, Elektrizität, Energie, Kraft, Länge, Licht, Masse, Massenfluss, Dichte, spezifisches Volumen, Leistung, Druck, Belastung, Temperatur, Zeit, Drehkraft, Geschwindigkeit, Viskosität, Volumen und Kapazität und Volumenstrom.
Hinweis: Ganzzahlen (Zahlen ohne Dezimalzeichen oder Exponentennotation) werden bis zu 15 Ziffern als genau erachtet. Die maximale Anzahl Ziffern nach dem Dezimalzeichen ist 10 Ziffern.

Bei diesem Umrechner wird die E-Notation verwendet, um Zahlen darzustellen, die zu klein oder zu groß sind. Die E-Notation ist ein alternatives Format der wissenschaftlichen Notation a · 10^x. Zum Beispiel: 1.103.000 = 1,103 · 10⁶ = 1,103E+6. Hier stellt E (gleich Exponent) “· 10^” dar, das heißt “multipliziert mit zehn potenziert mit”. Die E-Notation wird häufig bei Taschenrechnern und von Wissenschaftlern, Mathematikern und Ingenieuren verwendet.

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