원운동

원운동은 물체가 일정한 반지름을 가지는 원 궤도를 따라 움직이는 운동을 말한다. 이 운동은 속력의 변화 유무에 따라 등속 원운동과 비등속 원운동으로 나뉜다.

등속 원운동:

등속 원운동은 물체의 속력은 일정하지만, 운동 방향은 계속 변하는 운동이다. 속력은 일정하므로 운동 에너지는 변하지 않지만, 속도 벡터는 시간에 따라 변한다. 따라서 등속 원운동을 하는 물체에는 항상 구심력이라는 힘이 작용하며, 이 힘은 원의 중심 방향으로 향한다. 구심력은 물체의 운동 방향을 지속적으로 바꾸어 원 궤도를 유지하게 한다. 구심력의 크기는 물체의 질량, 속력의 제곱, 그리고 원의 반지름에 비례한다. 일상생활에서 찾아볼 수 있는 예로는 인공위성의 지구 주위 운동, 선풍기 날개의 회전 등이 있다.

비등속 원운동:

비등속 원운동은 물체의 속력과 운동 방향이 모두 변하는 운동이다. 이 경우에는 구심력 외에도 접선 방향으로 작용하는 힘이 존재하여 물체의 속력을 변화시킨다. 예를 들어, 롤러코스터가 원형 트랙을 돌 때, 속력이 변하는 구간이 있다면 이는 비등속 원운동에 해당한다. 비등속 원운동의 분석은 등속 원운동보다 복잡하며, 에너지 보존 법칙이나 각운동량 보존 법칙 등을 활용하여 운동을 기술해야 할 수 있다.