Cet article explique ce qu'est le mouvement circulaire en physique. De même, vous retrouverez les caractéristiques des mouvements circulaires, des exemples de mouvements circulaires et quels sont les différents types de mouvements circulaires.
Qu’est-ce que le mouvement circulaire ?
Le mouvement circulaire , ou mouvement circonférentiel , est ce mouvement décrit par un corps en mouvement dont la trajectoire est un cercle, donc le rayon de courbure d'un mouvement circulaire est constant.
Si la vitesse angulaire est constante, il s’agit d’un mouvement circulaire uniforme. Alors que si la vitesse angulaire est variable, il s’agit d’un mouvement circulaire uniformément accéléré. Nous verrons ci-dessous les différences entre ces deux types de mouvements circulaires.
Par conséquent, la principale caractéristique d’un mouvement circulaire est que la trajectoire décrite par le mobile est un cercle. Ainsi l’axe de rotation et le rayon de giration d’un mouvement circulaire sont constants.
Par exemple, le mouvement décrit par une cabine de grande roue est un mouvement circulaire, puisque la trajectoire qu'elle effectue est un cercle. On trouve d'autres exemples de mouvements circulaires dans la vie quotidienne, par exemple les pales d'un ventilateur, la rotation d'une roue, la rotation d'une toupie, etc.
Exemples de mouvements circulaires
Maintenant que nous connaissons la définition du mouvement circulaire, examinons plusieurs exemples pour bien comprendre sa signification.
Exemples de mouvements circulaires :
- Le mouvement d’une cabine de grande roue est un exemple de mouvement circulaire.
- Les pales d'un ventilateur décrivent un mouvement circulaire.
- La rotation d’une roue est un autre exemple de mouvement circulaire.
- Le tambour d'une machine à laver tourne de manière circulaire.
- Les hélices d'un hélicoptère tournent selon des mouvements circulaires.
Concepts de mouvement circulaire
En mouvement circulaire, les concepts cinématiques suivants doivent être clairs. Si vous avez des questions sur un concept, vous pouvez cliquer dessus et vous serez dirigé vers notre article dans lequel nous expliquons ledit concept en détail.
- Axe : c'est le centre de la trajectoire du mouvement circulaire.
- Rayon (r) : est la distance entre un point de la trajectoire et le centre de rotation.
- Position angulaire (θ) : angle formé par le rayon de la position de la particule qui décrit le mouvement circulaire avec une position de référence (généralement le demi-axe horizontal positif du cercle).
- Vitesse angulaire (ω) : vitesse à laquelle tourne le corps qui effectue le mouvement circulaire.
- Accélération angulaire (α) : est la variation de la vitesse angulaire par unité de temps.
- Vitesse tangentielle (v t ) : c'est la grandeur de la vitesse du corps qui suit un mouvement circulaire. La vitesse tangentielle est tangente à la trajectoire du mouvement circulaire.
- Accélération centripète (a c ) : composante vectorielle de l'accélération du corps qui le fait changer de direction et donc lui faire suivre une trajectoire circulaire. L'accélération centripète est perpendiculaire à la vitesse tangentielle et pointe vers le centre de la trajectoire circulaire.
- Accélération tangentielle (à t ) : composante vectorielle de l'accélération qui modifie l'amplitude de la vitesse tangentielle. L'accélération tangentielle est tangente à la trajectoire et perpendiculaire à l'accélération centripète.
- Période (T) : est le temps que met le mobile pour faire un tour complet.
- Fréquence (f) : c'est le nombre de tours que parcourt le mobile par unité de temps.
Types de mouvements circulaires
Fondamentalement, il existe deux types de mouvements circulaires :
- Mouvement circulaire uniforme (MCU) – La vitesse angulaire du mouvement circulaire est constante. Par exemple : les pales d’un ventilateur.
- Mouvement circulaire uniformément accéléré (MCUA) – L’accélération angulaire du corps est constante, donc la vitesse angulaire augmente ou diminue uniformément. Par exemple : la rotation d’une roue de voiture au démarrage.
Ainsi, les formules du mouvement circulaire varient selon que le mouvement circulaire est uniforme ou uniformément accéléré. Vous pouvez voir quelles sont les formules pour chaque type de mouvement circulaire dans les liens suivants :