Sirkelbevegelse betyr at et legeme beveger seg langs en sirkelbane. I Fysikk 1 møter du sirkelbevegelse i mange situasjoner: en bil i en sving, en karusell, en satellitt i bane, en stein festet i en snor, en vaskemaskin som sentrifugerer, eller en planet som går rundt en stjerne. Temaet er viktig fordi det viser at bevegelse kan endre retning selv om farten i meter per sekund er konstant.
Det mest overraskende for mange elever er at et legeme i jevn sirkelbevegelse akselererer selv om speedometeret viser samme verdi hele tiden. Grunnen er at akselerasjon handler om endring i fart som vektor. Fartsvektoren har både størrelse og retning. Når retningen endrer seg hele tiden, endrer fartsvektoren seg, og da har legemet akselerasjon. Denne akselerasjonen peker inn mot sentrum av sirkelen og kalles sentripetalakselerasjon.
Sirkelbevegelse binder sammen flere deler av mekanikken: fart, akselerasjon, kraft, Newtons lover og modellbruk. Du trenger ikke pugge mange løse regler. Du trenger å forstå at en kraft inn mot sentrum er nødvendig for å holde bevegelsen i en sirkel. Uten denne kraften ville objektet fortsatt rett fram langs tangenten. På ifingo kan du koble denne artikkelen til /ressursbank/artikler/ om krefter, Newtons lover, arbeid, energi og eksamenstrening i Fysikk 1. Når du ser sammenhengen mellom retning, akselerasjon og kraft, blir sirkelbevegelse langt mer logisk.
Hva betyr sirkelbevegelse?
Bevegelse langs en sirkelbane
Sirkelbevegelse er bevegelse der banen er en sirkel eller omtrent en sirkel. Radius r er avstanden fra sentrum til objektet. Hvis radius er stor, er banen bred. Hvis radius er liten, er banen trang. Når et objekt beveger seg én runde, har det tilbakelagt en strekning som er lik omkretsen av sirkelen, altså 2πr.
En viktig størrelse er perioden T. Perioden er tiden objektet bruker på én hel runde. En karusell som bruker 4,0 s på én runde, har perioden T = 4,0 s. Frekvensen f forteller hvor mange runder objektet tar per sekund. Sammenhengen er f = 1/T. Hvis perioden er 4,0 s, er frekvensen 0,25 Hz.
Jevn sirkelbevegelse
Jevn sirkelbevegelse betyr at farten i baneretningen har konstant størrelse. Objektet går like raskt hele tiden, men retningen på farten endrer seg kontinuerlig. Fartsretningen er alltid tangent til sirkelbanen. Tangenten er retningen objektet ville fortsatt i dersom kraften inn mot sentrum plutselig forsvant.