Vad är enhetlig cirkulär rörelse?
En enhetlig cirkulär rörelse är när ett objekt rör sig med en konstant hastighet runt en perfekt cirkel. Perfekta exempel är mycket sällsynta i den fysiska världen, men approximationer inkluderar en ryttare på en karusell eller en pendel som rör sig i en cirkel parallell med marken. Medan planeter och månar ofta citeras som exempel på enhetlig cirkulär rörelse, är de flesta planetbanor elliptiska och uppfyller varken kravet att hastigheten alltid förblir densamma eller att rörelsen måste vara cirkulär.
Den centrala aspekten av enhetlig cirkulär rörelse är att objektets riktning förändras medan hastigheten med vilken objektet rör sig relativt miljön förblir densamma. I fysikterminologin är den hastighet med vilken ett objekt rör sig genom rymden känd som "hastigheten", medan termen "hastighet" beskriver både rörelsens hastighet och rörelseriktningen samtidigt. För enhetlig cirkulär rörelse ändras hastigheten medan hastigheten är konstant.
I olikformig cirkulär rörelse, däremot, medan objektet fortfarande rör sig i en cirkulär bana, är hastigheten inte konstant. Till exempel, en bil som bromsar ner och går in i en sväng och sedan påskyndar att komma ut ur den rör sig i en del av en cirkulär bana, men eftersom bilens hastighet ändras är det inte enhetlig cirkulär rörelse.
En enhetlig cirkulär rörelse orsakas av något som kallas centripetalkraft. En kraft är en push eller pull; centripetalkraft är den speciella kraften som får ett objekt att fortsätta röra sig i en cirkel. Det hindrar objektet från att gå i en rak linje genom att dra det mot mitten av cirkeln, ändra objektets riktning och därför dess hastighet. Centripetalkraft skjuter inte eller drar inte längs i riktningen som objektet rör sig, så hastigheten förblir oförändrad. I enhetlig cirkulär rörelse har denna centripetalkraft alltid samma storlek, vilket är det som håller föremålet att röra sig i en cirkel i motsats till en annan form.
För att undersöka ett provfall finns det en karnevaltur där ryttare är fastspända på insidan av en stor snurrcylinder. När cylindern rör sig med en inställd hastighet är dessa ryttare i enhetlig cirkulär rörelse. Den centripetala kraften som skjuter dem inåt kan kännas i trycket från cylinderväggarna mot dem. Om cylindern plötsligt försvann, skulle ryttarna flyga av i raka linjer. Lyckligtvis tvingar cylinderns tryck sin rörelse att istället vara cirkulär.