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 citées comme exemples de mouvement circulaire uniforme, la plupart des orbites planétaires sont elliptiques et ne remplissent ni l’exigence que la vitesse reste toujours la même ni que le mouvement soit circulaire.
L’aspect clé 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 de la 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.
Dans un mouvement circulaire non uniforme, en revanche, alors que l’objet se déplace toujours dans une trajectoire circulaire, la vitesse n’est pas constante. Par exemple, une voiture qui ralentit dans un virage puis accélère en sortant se déplace en partie sur une trajectoire circulaire, mais comme la vitesse de la voiture change, il ne s’agit pas d’un mouvement circulaire uniforme.
Le mouvement circulaire uniforme est causé par ce qu’on appelle la force centripète. Une force est une poussée ou une traction ; La force centripète est la force particulière qui fait qu’un objet continue à se déplacer en cercle. Il empêche l’objet d’aller en ligne droite en le tirant vers le centre du cercle, en changeant la direction de l’objet et donc sa vitesse. Cependant, la force centripète ne pousse pas ou ne tire pas dans la direction dans laquelle l’objet se déplace, de sorte que la vitesse reste inchangée. Dans un mouvement circulaire uniforme, cette force centripète a toujours la même amplitude, c’est ce qui maintient l’objet en mouvement dans un cercle par opposition à une forme différente.
Pour examiner un exemple de cas, il y a un manège de carnaval dans lequel les cavaliers sont attachés à l’intérieur d’un grand cylindre en rotation. Lorsque le cylindre se déplace à une vitesse définie, ces coureurs effectuent un mouvement circulaire uniforme. La force centripète les poussant vers l’intérieur peut être ressentie dans la pression des parois du cylindre contre eux. Si le cylindre disparaissait soudainement, les coureurs s’envoleraient en ligne droite. Heureusement, la poussée du cylindre force leur mouvement à être plutôt circulaire.