Hvad er ensartet cirkulær bevægelse?

Ensartet cirkulær bevægelse er, når et objekt bevæger sig med en konstant hastighed omkring en perfekt cirkel. Perfekte eksempler er meget sjældne i den fysiske verden, men tilnærmelser inkluderer en rytter på en karrusel eller en pendel, der bevæger sig i en cirkel parallelt med jorden. Mens planeter og måner ofte nævnes som eksempler på ensartet cirkulær bevægelse, er de fleste planetbaner elliptiske og opfylder hverken kravet om, at hastigheden altid forbliver den samme, eller at bevægelsen skal være cirkulær.

Det centrale aspekt ved ensartet cirkulær bevægelse er, at objektets retning ændres, mens den hastighed, hvormed objektet bevæger sig i forhold til miljøet forbliver den samme. I fysikterminologi er den hastighed, hvormed et objekt bevæger sig gennem rummet, kendt som "hastigheden", mens udtrykket "hastighed" beskriver både bevægelseshastigheden og bevægelsesretningen på samme tid. For ensartet cirkulær bevægelse ændres hastigheden, mens hastigheden er konstant.

I ikke-ensartet cirkulær bevægelse derimod, mens objektet stadig bevæger sig i en cirkulær bane, er hastigheden ikke konstant. F.eks. Bevæger en bil, der går langsommere med at gå i en sving og derefter fremskyndes med at komme ud af den, en del af en cirkulær bane, men fordi bilens hastighed ændres, er det ikke ensartet cirkulær bevægelse.

En ensartet cirkulær bevægelse er forårsaget af noget, der kaldes centripetalkraft. En kraft er et skub eller træk; centripetalkraft er den særlige kraft, der får et objekt til at bevæge sig rundt i en cirkel. Det forhindrer, at genstanden går i en lige linje ved at trække den mod midten af ​​cirklen, ændre objektets retning og derfor dens hastighed. Centripetalkraft skubber eller trækker ikke sammen i den retning, som objektet bevæger sig, men hastigheden forbliver uændret. I ensartet cirkulær bevægelse har denne centripetalkraft altid den samme størrelse, hvilket er det, der holder objektet i bevægelse i en cirkel i modsætning til en anden form.

For at undersøge en prøvesag er der en karnevaltur, hvor ryttere er fastgjort til indersiden af ​​en stor spindecylinder. Når cylinderen bevæger sig med en indstillet hastighed, er disse kørere i ensartet cirkulær bevægelse. Den centripetale kraft, der skubber dem indad, kan mærkes i trykket fra cylindervæggene mod dem. Hvis cylinderen pludselig forsvandt, ville rytterne flyve i rette linjer. Heldigvis tvinger cylinderen til at bevæge sig i stedet for at være cirkulær.