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Radialgeschwindigkeit (von lat. radius »Stab«, »Radspeiche«) bei einer Kreisbewegung ist die Geschwindigkeitskomponente, die vom Kreismittelpunkt nach außen weist.
Bei vektorieller Darstellung einer beliebigen Bewegung in Polar- oder Kugelkoordinaten bezeichnet die Radialgeschwindigkeit die Geschwindigkeitskomponente der Bahngeschwindigkeit entlang des Strahls (Radius), der vom Koordinatenursprung zum betrachteten Objekt zeigt.
Während die radiale Komponente einer kreisförmigen und die axiale Komponente einer spiralförmigen Bewegung geradlinig verlaufen, folgt die tangentiale Komponente der Kreisbahn und wird als Tangentialgeschwindigkeit oder Umlaufgeschwindigkeit bezeichnet. Letztere kann auch als Winkelgeschwindigkeit dargestellt werden.
Bei Beobachtung eines ortsveränderlichen Objekts kann die Radialgeschwindigkeit aus der Frequenzverschiebung des zur Beobachtung verwendeten Trägersignals geschlossen werden (Dopplereffekt). Dabei wird die Veränderung der Frequenz des zum Objekt hinlaufenden Signals (Sonar, Radar) gemessen, nachdem es vom Objekt reflektiert wurde. Sofern die Ursprungsfrequenz bekannt ist (etwa in der beobachtenden Astronomie), genügt auch die Messung der Frequenz der vom Objekt ausgesendeten Welle.