Calculadora de Fuerza Centrípeta
Halla la fuerza que mantiene un objeto en movimiento circular.
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Cómo funciona
Cualquier objeto que se mueve en círculo necesita una fuerza dirigida hacia el centro para mantenerlo en su trayectoria curva, y esta calculadora halla esa fuerza centrípeta. Introduces la masa del objeto, su velocidad y el radio del círculo, y devuelve la fuerza centrípeta y la aceleración centrípeta. La fuerza es igual a la masa por la velocidad al cuadrado dividido entre el radio, así que crece con el cuadrado de la velocidad: duplica la velocidad y la fuerza se cuadruplica, por eso tomar una curva al doble de rápido exige cuatro veces el agarre. También aumenta a medida que el radio se reduce, así que una curva más cerrada necesita más fuerza. La fuerza centrípeta no es un tipo nuevo de fuerza sino la fuerza neta hacia dentro proporcionada por algo físico: la tensión de una cuerda, la fricción entre los neumáticos y la carretera, la gravedad que mantiene un planeta en órbita. La aceleración centrípeta apunta hacia dentro y es lo que cambia la dirección del objeto sin cambiar su velocidad.
F = m·v² / r
La fuerza centrípeta es igual a la masa de un objeto por el cuadrado de su velocidad dividido entre el radio de su trayectoria circular. Siempre apunta hacia el centro del círculo. La aceleración centrípeta es la velocidad al cuadrado sobre el radio. Una velocidad mayor o un radio más ajustado aumenta marcadamente la fuerza requerida para mantener el movimiento circular.
Fuente:Classical mechanics
Revisamos todas nuestras herramientas de vez en cuando para garantizar su precisión.
Ejemplo resuelto
Cómo usar esta calculadora
- 1
Introduce tus valores
Introduce mass, velocity y radius.
- 2
Ajusta las opciones
Ajusta cualquier opción para adaptarla a tu situación.
- 3
Lee tu resultado
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Preguntas frecuentes
¿Qué es la fuerza centrípeta?
La fuerza centrípeta es la fuerza neta hacia dentro que mantiene un objeto moviéndose en una trayectoria circular, dirigida hacia el centro del círculo. No es una fuerza separada sino que la proporcionan fuentes físicas como la tensión, la fricción o la gravedad. Sin ella, el objeto saldría disparado en línea recta por inercia.
¿Cómo se calcula la fuerza centrípeta?
Multiplica la masa del objeto por el cuadrado de su velocidad, y luego divide entre el radio de la trayectoria circular. Así que un objeto de 2 kilogramos que se mueve a 3 metros por segundo en un círculo de 1,5 metros necesita 12 newtons de fuerza. La calculadora computa tanto la fuerza como la aceleración centrípeta.
¿Por qué la velocidad tiene tanto efecto?
La fuerza centrípeta depende del cuadrado de la velocidad, así que duplicar la velocidad cuadruplica la fuerza requerida. Por eso tomar curvas a alta velocidad es tan exigente y por qué importan los límites de velocidad en las curvas: un pequeño aumento de velocidad necesita un gran aumento de la fricción o el agarre disponible.
¿Qué proporciona la fuerza centrípeta en situaciones reales?
Varía con la situación. Para un auto tomando una curva, la fricción entre los neumáticos y la carretera la proporciona; para un planeta que orbita el sol, la gravedad; para una pelota atada a una cuerda, la tensión de la cuerda; y para una montaña rusa, la vía empuja hacia dentro. La fuerza centrípeta siempre es alguna fuerza real hacia el centro.
¿Diferencia entre fuerza centrípeta y centrífuga?
La fuerza centrípeta es la fuerza real hacia dentro que mantiene un objeto en movimiento circular. La fuerza centrífuga es la fuerza aparente hacia fuera que siente un objeto en un marco rotatorio, que es una fuerza ficticia que surge de la inercia, no un empuje real hacia fuera. Esta calculadora computa la fuerza centrípeta real.