Calculadora de fuerza centrípeta
Elige qué quieres calcular e introduce el resto. La velocidad puede ser lineal (m/s, km/h, mph) o angular (rad/s, rpm). La calculadora también da la aceleración centrípeta y el periodo.
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Fórmula
F = m × v² ÷ r o, con velocidad angular, F = m × ω² × r (ya que v = ω × r)
Aceleración centrípeta a = v² ÷ r; periodo T = 2π ÷ ω. Conversiones: 1 rpm = 2π ÷ 60 rad/s, 1 mph = 0,44704 m/s, 1 km/h = 1 ÷ 3,6 m/s.
Ejemplo resuelto
Un coche de 1000 kg a 20 m/s en una curva de 50 m de radio:
- Fuerza:
1000 × 20² ÷ 50 = 8000 N - Aceleración:
20² ÷ 50 = 8 m/s² - Velocidad angular:
20 ÷ 50 = 0,4 rad/s, así que una vuelta dura2π ÷ 0,4 = 15,71 s
A partir de la velocidad angular: 2 kg, 3 rad/s, 0,5 m dan 2 × 3² × 0,5 = 9 N. Para 1 kg a 60 rpm en un radio de 1 m, ω = 2π rad/s y F = 4π² = 39,478 N.
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 de la circunferencia. Un coche de 1000 kg a 20 m/s en una curva de 50 m de radio necesita 1000 × 400 ÷ 50 = 8000 N hacia el centro.
¿Cómo se calcula la fuerza centrípeta a partir de la velocidad angular?
Usa F = m × ω² × r, porque v = ω × r. Una masa de 2 kg en una cuerda de 0,5 m que gira a 3 rad/s necesita 2 × 9 × 0,5 = 9 N. Para pasar de rpm a rad/s multiplica por 2π ÷ 60, así que 60 rpm son 6,283 rad/s.
¿Qué pasa si la velocidad se duplica?
La fuerza necesaria crece con el cuadrado de la velocidad, así que duplicarla multiplica la fuerza por cuatro. El coche de 1000 kg a 40 m/s en la misma curva necesita 32.000 N.
¿Es la fuerza centrípeta lo mismo que la fuerza centrífuga?
No. La fuerza centrípeta es la fuerza real hacia dentro, como la tensión, la fricción o la gravedad, que mantiene un objeto en una trayectoria circular. La fuerza centrífuga es el empuje aparente hacia fuera que se siente en el sistema de referencia que gira. En ese sistema, sus magnitudes son iguales.