Hva er Uniform Circular Motion?

April 8  by Eliza

Uniform sirkelbevegelse er når et objekt beveger seg med konstant hastighet rundt en perfekt sirkel. Perfekte eksempler er svært sjeldne i den fysiske verden, men tilnærmelser inkluderer en rytter på en karusell, eller en pendel beveger seg i en sirkel parallelt med bakken. Mens planeter og måner nevnes ofte som eksempler på uniform sirkulær bevegelse, de fleste planetbaner er elliptisk og oppfylle verken kravet om at hastigheten alltid forbli den samme eller at bevegelse skal være sirkulær.

Det sentrale aspekt ved ensartet sirkulær bevegelse, er at retningen av objektet endres mens den hastighet som objektet beveger seg i forhold til omgivelsene forblir den samme. I fysikk terminologi, blir hastigheten ved hvilken en gjenstand beveger seg gjennom rommet kjent som "hastighet", mens uttrykket "hastighet" beskriver både graden av bevegelse og retning av bevegelse på samme tid. For uniform sirkulær bevegelse, så er hastigheten endrer mens hastigheten er konstant.

I ikke-ensartet sirkulær bevegelse, derimot, mens objektet beveger seg fremdeles i en sirkulær bane, er hastigheten ikke er konstant. For eksempel kan en bil som bremser ned går inn i en sving, og deretter raskere kommer ut av det beveger seg i en del av en sirkelbane, men på grunn av hastigheten av bilen seg, er det ikke ensartet sirkulær bevegelse.

Uniform sirkulær bevegelse er forårsaket av noe som kalles sentripetal kraft. En kraft er en push eller pull; sentripetalkraft er bestemt kraft som gjør at en gjenstand fortsetter å bevege seg rundt i en sirkel. Det holder objektet fra å gå i en rett linje ved å trekke den mot midten av sirkelen, å endre retningen av gjenstanden, og derfor dens hastighet. Sentripetalkraften ikke skyve eller trekke sammen i den retning at objektet er i bevegelse, men så hastigheten forblir uendret. I ensartet sirkulær bevegelse, denne sentripetalkraft alltid har samme størrelsesorden, som er det som holder objektet beveger seg i en sirkel, i motsetning til en annen form.

For å undersøke en prøve tilfellet, er det en karneval ri der rytterne er festet til innsiden av en stor roterende sylinder. Når sylinderen beveger seg på et sett hastighet, disse rytterne er i uniform sirkulær bevegelse. Sentripetalkraften skyve dem innover kan bli følt i trykket fra veggene i sylinderen mot dem. Hvis sylinderen plutselig forsvant, ville rytterne fly av gårde i rette linjer. Heldigvis, trykk på sylinderen tvinger deres bevegelse til stedet være sirkulær.