Hva er enhetlig sirkulær bevegelse?

Ensartet sirkulær bevegelse er når et objekt beveger seg med konstant hastighet rundt en perfekt sirkel. Perfekte eksempler er veldig sjeldne i den fysiske verden, men tilnærminger inkluderer en rytter på en karusell, eller en pendel som beveger seg i en sirkel parallelt med bakken. Mens planeter og måner ofte blir sitert som eksempler på ensartet sirkulær bevegelse, er de fleste planetbaner elliptiske og oppfyller verken kravet om at hastigheten alltid forblir den samme, eller at bevegelsen må være sirkulær.

Det sentrale aspektet ved jevn sirkulær bevegelse er at objektets retning endres mens hastigheten som objektet beveger seg i forhold til omgivelsene forblir den samme. I fysikkterminologi er hastigheten som et objekt beveger seg gjennom rommet kjent som "hastigheten", mens begrepet "hastighet" beskriver både bevegelsesfrekvensen og bevegelsesretningen på samme tid. For jevn sirkelbevegelse endres hastigheten mens hastigheten er konstant.

I ikke-ensartet sirkulær bevegelse, derimot, mens objektet fremdeles beveger seg i en sirkulær bane, er ikke hastigheten konstant. For eksempel en bil som bremser ned i en sving og deretter får fart på å komme ut av den, beveger seg i deler av en sirkulær bane, men fordi hastigheten på bilen endres, er det ikke ensartet sirkulær bevegelse.

Enhetlig sirkulær bevegelse er forårsaket av noe som kalles centripetalkraft. En kraft er et skyv eller trekk; centripetalkraft er den spesielle kraften som får et objekt til å fortsette å bevege seg rundt i en sirkel. Det forhindrer at objektet går i en rett linje ved å trekke det mot sentrum av sirkelen, endre retningen på objektet og dermed dets hastighet. Centripetal-kraft skyver eller trekker ikke sammen i retningen som objektet beveger seg, men hastigheten forblir uendret. I ensartet sirkulær bevegelse har denne sentripetalkraften alltid den samme størrelsesorden, og det er det som holder gjenstanden i bevegelse i en sirkel i motsetning til en annen form.

For å undersøke en prøvesak, er det en karnevalritt der syklister er festet til innsiden av en stor spinnesylinder. Når sylinderen beveger seg med en bestemt hastighet, er disse syklistene i ensartet sirkulær bevegelse. Den sentripetale kraften som skyver dem innover, kan merkes i trykket fra sylinderens vegger mot dem. Hvis sylinderen plutselig forsvant, ville syklistene fly av i rette linjer. Heldigvis tvinger sylinderen til å bevege seg i stedet for å være sirkulær.