การเคลื่อนที่แบบวงกลมกับการเคลื่อนที่แบบหมุน
เมื่อร่างกายเคลื่อนที่ในเส้นทางในลักษณะที่ทุกจุดในเส้นทางของมันอยู่ห่างจากจุดคงที่ที่เรียกว่าศูนย์กลางของเส้นทางเท่ากัน การเคลื่อนไหวนั้นเรียกว่าการเคลื่อนที่แบบวงกลม ในช่วงเริ่มต้นของการเดินทางสู่โลกที่มีอารยะธรรม มนุษย์ได้เรียนรู้ถึงความสำคัญของการเคลื่อนไหวนี้ และการประดิษฐ์วงล้ออาจเป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ กฎการเคลื่อนที่แบบวงกลมสามารถอธิบายได้ง่ายโดยใช้กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน อย่างไรก็ตาม มีการเคลื่อนไหวอีกประเภทหนึ่งที่เรียกว่า การเคลื่อนที่แบบหมุน ซึ่งสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการเคลื่อนที่แบบวงกลม ทั้งการเคลื่อนที่แบบวงกลมและการเคลื่อนที่แบบหมุนมีความคล้ายคลึงกันแม้ว่าจะมีความแตกต่างกัน
ตัวอย่างการเคลื่อนที่เป็นวงกลมในชีวิตประจำวันของเรา เช่น การเคลื่อนที่ของพัดลมเพดานที่หมุนอยู่เหนือหัวของเรา การเคลื่อนที่ของยางรถยนต์ และการเคลื่อนที่ของหินที่ผูกติดกับเชือกถ้าเราหมุนมันทับ หัว ตัวอย่างของการเคลื่อนที่แบบหมุนคือการเคลื่อนที่ของลูกหมุนที่เคลื่อนที่ได้ การเคลื่อนที่แบบหมุนจะเกิดขึ้นเมื่อวัตถุหมุนรอบจุดศูนย์กลางมวลของมันเอง การเคลื่อนที่แบบหมุนเรียกอีกอย่างว่าการเคลื่อนที่แบบหมุน
ตัวอย่างหนึ่งที่วัตถุอยู่ในการเคลื่อนที่แบบวงกลมและการเคลื่อนที่แบบหมุนคือการเคลื่อนที่ของโลกในขณะที่มันหมุนรอบแกนของมันเอง เช่นเดียวกับการหมุนรอบดวงอาทิตย์เป็นวงกลม การหมุนเป็นเหมือนโลกเมื่อมันเคลื่อนที่รอบแกนของมันเอง ในขณะที่มันยังคงหมุนรอบดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่เป็นวงกลม
สำหรับวัตถุที่เคลื่อนที่เป็นวงกลม มีแรงสู่ศูนย์กลางที่กระทำต่อจุดศูนย์กลางของวงกลมซึ่งกำหนดโดยสูตรต่อไปนี้
F=ม. v2/r
โดยที่ m คือมวลของร่างกาย r คือรัศมีของวงกลม และ v คือความเร็วเชิงเส้น
ในกรณีของวัตถุหมุนรอบจุดศูนย์กลางมวลของมันเอง มีโมเมนตัมเชิงมุมที่ควบคุมโดยกฎการหมุนของนิวตัน
โดยย่อ:
การเคลื่อนที่แบบวงกลมกับการเคลื่อนที่แบบหมุน
• การเคลื่อนที่แบบวงกลมมีความสำคัญอย่างยิ่งในชีวิตของเรา ซึ่งแสดงให้เห็นตัวอย่างจากการเคลื่อนที่ของล้อรถยนต์
• การเคลื่อนที่แบบวงกลมอธิบายได้ง่ายๆ โดยใช้กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
• การเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นการเคลื่อนที่แบบวงกลมอีกรูปแบบหนึ่งที่วัตถุเคลื่อนที่รอบจุดศูนย์กลางมวลของมันเอง การเคลื่อนที่นี้ทำให้เกิดโมเมนตัมเชิงมุม
• การเคลื่อนที่แบบหมุนเป็นไปตามกฎการเคลื่อนที่แบบหมุนของนิวตัน