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  其中formula_5為速度,formula_6為角加速度, formula_7為週期,formula_8為角速度(單位:rad/s)。

  在運動平面中建立平面直角座標系,並以圓心為原點,初位置的位置向量formula_9的方向為formula_10軸正方向。

  將做圓周運動的質點受到的合力formula_20分解為切向力formula_21和法向力formula_22。  切向力產生切向加速度: formula_23  法向力產生法向加速度: formula_24  當質點做勻速圓周運動時,質點受到的合外力formula_25,此時formula_20又稱向心力。

  假設一個1千克的物體,以角速度1 rad·s沿半徑為1 m的勻速圓周運動。  然後假設一個質量為formula_31的物體,以角速度"formula_8"沿半徑為"r"的圓周運動。

  一般地,將作圓周運動的物體所受的合力分解為向心力(垂直於速度方向)和切向力(沿速度方向,使物體速度大小發生變化)。而物體在這兩個方向上滿足牛頓第二定律。  向心力的大小:  formula_47  formula_5是物體的速度,formula_49是運動軌跡的半徑。

  在圓周運動時,物體沿著一個曲率半徑固定的曲線運動。 在極座標中,物體的速度可以用兩個分量表示:徑向分量和切線分量。當圓的半徑為常數且徑向分量的速度為零,則速度: 物體的加速度也可以分解成徑向分量及切線分量: 我們可以看到向心加速度是徑向的分量,它是: 徑向分量可改變速度的大小:

  我們可以使用複數來描述圓周運動。令formula_10軸表示實數,formula_59軸表示虛數,則物體的位置可以表示成在formula_60的複數"向量": 此處formula_62是虛數單位。 所以速度是: 而加速度則是:
在物理學中,圓周運動是指運動軌跡為圓或圓的一部分的一種運動。