Calculadora de fuerza centrípeta
Introduce la masa, el radio del círculo y lo rápido que gira el cuerpo, como velocidad, periodo o revoluciones por minuto. La calculadora da la fuerza centrípeta en newtons, la aceleración en m/s² y en g, y la velocidad angular.
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Cómo se usa
- Elige si conoces la velocidad, el tiempo de una vuelta o las rpm.
- Introduce la masa y el radio y elige sus unidades.
- Introduce la velocidad, el periodo o las rpm.
- Consulta la fuerza, la aceleración (también en g), la velocidad angular, el periodo y las rpm.
Fórmulas
- Aceleración: a = v² ÷ r = ω² × r.
- Fuerza: F = m × a.
- Con el periodo: v = 2πr ÷ T. Con rpm: ω = 2π × rpm ÷ 60, v = ω × r.
- Periodo y rpm: T = 2π ÷ ω, rpm = ω × 60 ÷ 2π.
Ejemplo resuelto
Un coche de 1200 kg toma una curva de 50 m de radio a 20 m/s: a = 20² ÷ 50 = 8 m/s² (8 ÷ 9,80665 = 0,816 g) y F = 1200 × 8 = 9600 N. Es el agarre lateral que deben dar los neumáticos. La velocidad angular es 20 ÷ 50 = 0,4 rad/s.
Una masa de 1 kg en un brazo de 10 cm a 600 rpm: ω = 2π × 600 ÷ 60 = 62,8319 rad/s, a = 62,8319² × 0,1 = 394,7842 m/s² (40,257 g) y F = 394,7842 N.
Consejos
- La velocidad cuenta dos veces. Con el doble de velocidad la fuerza es cuatro veces mayor; con la mitad de radio, solo el doble.
- Usa metros. Un radio en centímetros hay que convertirlo o el resultado sale 100 veces mal. Mejor elige la unidad.
- Las curvas reales pueden pedir más agarre si el peralte va al revés o el firme está mojado.
Preguntas frecuentes
¿Cuál es la fórmula de la fuerza centrípeta?
F = m × v² ÷ r, donde m es la masa, v la velocidad y r el radio. También se escribe F = m × ω² × r, con la velocidad angular ω en radianes por segundo.
¿Cómo uso el periodo o las rpm en lugar de la velocidad?
Una vuelta recorre la circunferencia 2πr, así que v = 2πr ÷ T para un periodo T. Con revoluciones por minuto, ω = 2π × rpm ÷ 60 y v = ω × r. La calculadora lo hace por ti.
¿Qué significa el resultado en g?
Es la aceleración centrípeta dividida entre la gravedad estándar, 9,80665 m/s². Un valor de 0,82 g en una curva significa que el empuje lateral es el 82 % de tu peso.
¿La fuerza centrípeta es una fuerza aparte?
No. Es el nombre de la fuerza neta que apunta hacia el centro, sea el rozamiento de los neumáticos, la tensión de una cuerda o la gravedad en un satélite. La calculadora dice cuánto tiene que valer esa fuerza.