Co je to jednotný kruhový pohyb?

Rovnoměrný kruhový pohyb je, když se objekt pohybuje kolem konstantní rychlosti kolem dokonalého kruhu. Dokonalé příklady jsou ve fyzickém světě velmi vzácné, ale přibližné údaje zahrnují jezdce na karuselu nebo kyvadlo pohybující se v kruhu rovnoběžném se zemí. Zatímco planety a měsíce jsou často uváděny jako příklady rovnoměrného kruhového pohybu, většina planetárních drah je eliptická a nesplňuje ani požadavek, aby rychlost vždy zůstala stejná, ani že pohyb musí být kruhový.

Klíčovým aspektem rovnoměrného kruhového pohybu je to, že se směr objektu mění, zatímco rychlost, kterou se objekt pohybuje vůči prostředí, zůstává stejná. V terminologii fyziky je rychlost, kterou se objekt pohybuje vesmírem, známá jako „rychlost“, zatímco termín „rychlost“ popisuje rychlost pohybu i směr pohybu současně. Pro rovnoměrný kruhový pohyb se tedy rychlost mění, zatímco rychlost je konstantní.

Naproti tomu v nestejnoměrném kruhovém pohybu, zatímco se objekt stále pohybuje v kruhové dráze, není rychlost konstantní. Například vůz, který zpomaluje jízdu do zatáčky a poté zrychluje vycházející z ní, se pohybuje v části kruhové dráhy, ale protože se mění rychlost automobilu, nejedná se o rovnoměrný kruhový pohyb.

Rovnoměrný kruhový pohyb je způsoben něco, co se nazývá centripetální síla. Síla je tlak nebo tah; centripetální síla je zvláštní síla, která způsobí, že se předmět dále pohybuje v kruhu. Udržuje objekt v přímém směru jeho tahem směrem do středu kruhu, měnící směr objektu a tím i jeho rychlost. Centripetální síla se však netlačí ani netáhne ve směru pohybu objektu, takže rychlost zůstává nezměněna. V rovnoměrném kruhovém pohybu má tato středová síla vždy stejnou velikost, což udržuje objekt pohybující se v kruhu na rozdíl od jiného tvaru.

K prozkoumání vzorového případu existuje karnevalová jízda, ve které jsou jezdci připoutáni k vnitřní části velkého spřádacího válce. Když se válec pohybuje nastavenou rychlostí, jsou tito jezdci v rovnoměrném kruhovém pohybu. Centipetální síla, která je tlačí dovnitř, může být pociťována tlakem ze stěn válce proti nim. Pokud by válec náhle zmizel, jezdci by odletěli rovně. Naštěstí tlačení válce nutí jejich pohyb místo toho být kruhový.