Mouvement circulaire uniforme

Le mouvement circulaire uniforme se caractérise par une trajectoire circulaire et une vitesse constante en norme. Contrairement au mouvement rectiligne, les vecteurs vitesse et accélération ne sont plus colinéaires dans ce type de mouvement.

Dans le repère de Frenet, on observe que :

1. La composante tangentielle de l'accélération est nulle (at = dv/dt = 0), car la valeur de la vitesse ne change pas.

2. L'accélération est toujours colinéaire au rayon (normale à la trajectoire).

Formule : L'expression du vecteur accélération dans le mouvement circulaire uniforme est donnée par : a = v²/R, où v est la vitesse et R le rayon de la trajectoire.

Cette accélération, dirigée vers le centre de la trajectoire, est appelée accélération centripète.

Définition : L'accélération centripète est l'accélération dirigée vers le centre de la trajectoire circulaire, responsable du changement constant de direction du vecteur vitesse.

Highlight : Dans un mouvement circulaire uniforme, les vecteurs vitesse et accélération sont toujours orthogonaux.

Exemple : Un satellite en orbite circulaire autour de la Terre est un excellent exemple de mouvement circulaire uniforme. Sa vitesse reste constante en norme, mais change continuellement de direction sous l'effet de l'accélération centripète due à la gravité terrestre.

La compréhension du mouvement circulaire uniforme est essentielle pour de nombreuses applications en physique et en ingénierie, allant de l'étude des orbites planétaires aux principes de fonctionnement des centrifugeuses.