Multimedia: Ruch jednostajny i niejednostajny po okręgu
Wszystkie punkty na okręgu znajdują się w tej samej odległości od jego środka, dlatego ruchy, które polegają na obrocie w stałej odległości wokół danego punktu, nazywamy ruchem po okręgu. Może być on zarówno jednostajny, jak i ze zmienną prędkością.
JEDNOSTAJNIE
Ruchem jednostajnym poruszają się na przykład poszczególne punkty na wskazówkach zegara. Całkowity obrót dużej wskazówki trwa jedną godzinę, natomiast małej 12 godzin, natomiast wskazówce sekundowej wystarczy na to jedna minuta. Po wykonaniu pełnego obiegu ruch zaczyna się od nowa, ruch po okręgu jest więc ruchem okresowym. Czas, w którym dokonuje się jeden pełny obieg nazywamy okresem (T), a ilość obrotów na sekundę nazywamy częstotliwością (f).
W ruchu po okręgu przebyta droga jest łukiem kołowym, a kierunek wektora prędkości chwilowej, którą nazywamy prędkością liniową, pokrywa się ze styczną do okręgu w danym punkcie. Istotny jest również kąt obrotu promienia poprowadzonego do poruszającego się punktu po okręgu. Kąt ten mierzymy zwykle w radianach, określając tym samym ile długości promienia mieści się w przebytym dystansie po łuku okręgu. Ponieważ obwód okręgu wynosi O=2rπ, promień zmieści się w nim dokładnie 2πrazy, czyli 360° odpowiada 2π radianom.
Między długością ∆s przebytej po łuku drogi a drogą kątową ∆α, jeśli kąt mierzymy w radianach to zachodzi zależność ∆s=r∙∆α. Prędkość liniowa jest iloczynem długości drogi przebytej po łuku oraz czasu.
Prędkość kątowa (ω) natomiast wyraża drogę kątową przebytą w jednostce czasu.
Jej jednostką, jako ilorazu drogi kątowej oraz czasu, jest radian/sekunda, czyli 1/s. Prędkość liniowa zależy od promienia i prędkości kątowej.
Dwa rodzaje przyspieszenia
Ponieważ w ruchu po okręgu kierunek prędkości ciągle się zmienia, a zmianę prędkości określamy przyspieszeniem, mówimy o przyspieszeniu również w tym wypadku. Składowa przyspieszenia ciała poruszającego się po okręgu o kierunku zgodnym z promieniem to przyspieszenie dośrodkowe. Jego zwrot jest zawsze skierowany w kierunku środka okręgu, a wartość wynosi:
Przyspieszenie o kierunku zgodnym ze styczną okręgu nazywamy przyspieszeniem stycznym. Pod jego wpływem ulega zmianie prędkość liniowa oraz kątowa.