Qu'est-ce qu'un mouvement circulaire uniforme?
Un mouvement circulaire uniforme se produit lorsqu'un objet se déplace à une vitesse constante autour d'un cercle parfait. Les exemples parfaits sont très rares dans le monde physique, mais les approximations incluent un cavalier sur un carrousel ou un pendule se déplaçant dans un cercle parallèle au sol. Alors que les planètes et les lunes sont souvent cités comme exemples de mouvement circulaire uniforme, la plupart des orbites planétaires sont elliptiques et ne remplissent pas l'exigence que la vitesse reste toujours la même, ni que le mouvement soit circulaire.
L'aspect essentiel du mouvement circulaire uniforme est que la direction de l'objet change tandis que la vitesse à laquelle l'objet se déplace par rapport à l'environnement reste la même. Dans la terminologie physique, la vitesse à laquelle un objet se déplace dans l'espace est appelée «vitesse», tandis que le terme «vitesse» décrit à la fois la vitesse et la direction du mouvement. Pour un mouvement circulaire uniforme, la vitesse change alors que la vitesse est constante.
En revanche, dans les mouvements circulaires non uniformes, alors que l’objet se déplace toujours selon une trajectoire circulaire, la vitesse n’est pas constante. Par exemple, une voiture qui ralentit dans un virage puis accélère en sort est en train de se déplacer partiellement sur une trajectoire circulaire, mais comme la vitesse de la voiture change, il ne s'agit pas d'un mouvement circulaire uniforme.
Les mouvements circulaires uniformes sont causés par ce qu'on appelle la force centripète. Une force est une poussée ou une traction; La force centripète est la force particulière qui permet à un objet de continuer à se déplacer en cercle. Il empêche l'objet de se déplacer en ligne droite en le tirant vers le centre du cercle, ce qui modifie la direction de l'objet et donc sa vitesse. La force centripète ne pousse pas et ne tire pas dans la direction dans laquelle l'objet se déplace, cependant, la vitesse reste inchangée. En mouvement circulaire uniforme, cette force centripète a toujours la même ampleur, ce qui permet à l’objet de se déplacer en cercle par opposition à une forme différente.
Pour examiner un cas d'échantillon, il existe une promenade de carnaval dans laquelle les coureurs sont attachés à l'intérieur d'un grand cylindre en rotation. Lorsque le cylindre se déplace à une vitesse définie, ces coureurs ont un mouvement circulaire uniforme. La force centripète qui les pousse vers l'intérieur peut être ressentie dans la pression exercée par les parois du cylindre sur elles. Si le cylindre disparaissait soudainement, les coureurs s'envoleraient en ligne droite. Heureusement, la poussée du cylindre oblige leur mouvement à être circulaire.