Düzgün Dairesel Hareket
Sabit süratle dairesel yörüngede dönme.
Açısal hız: $\omega = \dfrac{2\pi}{T} = 2\pi f$
Çizgisel hız: $v = \omega r$
Sürat sabit olsa da hız vektörü sürekli yön değiştirir; bu yüzden hareket ivmelidir.
Merkezcil ivme: $a_m = \dfrac{v^2}{r} = \omega^2 r$ — yönü daima merkeze doğrudur.
Merkezcil Kuvvet
$F_m = \dfrac{mv^2}{r}$
Merkezcil kuvvet yeni bir kuvvet türü değildir; cismi dairesel yörüngede tutan mevcut kuvvetin (gerilme, sürtünme, çekim) adıdır.
Virajda arabayı yolda tutan sürtünme kuvveti, ipteki taşı döndüren ip gerilmesi, Ay'ı yörüngede tutan çekim kuvveti merkezcil kuvvet görevi görür.
Kuvvet ortadan kalkarsa cisim merkeze doğru değil, teğet doğrultuda savrulur.
Tork ve Kütle Çekim
Tork: $\tau = F \cdot d \cdot \sin\theta$ — dönme etkisi.
Denge koşulu: net kuvvet ve net tork sıfır olmalıdır. İkisinden biri sıfır olmazsa denge bozulur.
Newton'ın genel çekim yasası:
$F = G\dfrac{m_1 m_2}{r^2}$
Kuvvet uzaklığın karesiyle ters orantılıdır: uzaklık iki katına çıkarsa çekim dörtte bire iner.
Sık Yapılan Hata
Merkezkaç kuvvetini gerçek bir kuvvet sanmak. Dönen sistemde hissedilen dışa doğru itilme, eylemsizliğin sonucudur; cisme etki eden gerçek kuvvet merkeze doğrudur.
İkinci hata: çekim kuvvetini uzaklıkla ters orantılı sanmak — uzaklığın karesiyle ters orantılıdır.
Sık sorulanlar
Düzgün dairesel harekette sürat sabitken hareket neden ivmelidir?
Hız bir vektördür ve yönü sürekli değiştiği için ivme vardır; bu ivmenin yönü merkeze doğrudur.
İp koparsa taş hangi yönde gider?
Teğet doğrultuda. Merkezcil kuvvet ortadan kalkınca cisim eylemsizlikle doğrusal hareketini sürdürür.