Calculadora de Movimiento Circular
Halla la aceleración y la fuerza centrípeta.
Los resultados se actualizan al escribir.
Cómo funciona
Cualquier objeto que se mueve en círculo acelera constantemente, incluso a rapidez estable, porque su dirección cambia sin cesar, y esta calculadora halla la aceleración centrípeta y la fuerza hacia dentro necesaria para sostener ese movimiento. Introduces la masa del objeto, su rapidez y el radio de la trayectoria circular, y devuelve la aceleración dirigida hacia el centro y la fuerza centrípeta correspondiente. La aceleración es igual a la rapidez al cuadrado dividida entre el radio, así que crece rápidamente con la rapidez y disminuye al ampliarse el círculo. La fuerza, por la segunda ley de Newton, es simplemente la masa por esa aceleración. Esta fuerza hacia dentro no es un tipo nuevo de fuerza; la provee lo que físicamente tira del objeto hacia el centro, como la tensión de una cuerda que hace girar una pelota, la fricción entre los neumáticos y la carretera al tomar una curva, la gravedad que mantiene un satélite en órbita, o la vía que empuja un carro de montaña rusa en un rizo. Entender la fuerza centrípeta explica por qué los coches derrapan en curvas cerradas o rápidas, cómo funcionan las curvas peraltadas y las centrifugadoras, y qué mantiene a los planetas en órbita.
a = v² / r; F = m·v² / r
Un objeto que se mueve en círculo a rapidez constante igual acelera porque su dirección cambia constantemente, y esta aceleración centrípeta apunta hacia el centro con una magnitud igual a la rapidez al cuadrado dividida entre el radio. Por la segunda ley de Newton, la fuerza hacia dentro necesaria para producir esa aceleración es la masa por la aceleración, o masa por rapidez al cuadrado dividida entre el radio. Un círculo más cerrado o mayor rapidez exige más fuerza.
Fuente:Classical mechanics (centripetal force)
Revisamos todas nuestras herramientas de vez en cuando para garantizar su precisión.
Ejemplo resuelto
Cómo usar esta calculadora
- 1
Introduce tus valores
Introduce mass (m), speed (v) y radius (r).
- 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 a un objeto moviéndose por una trayectoria circular, siempre dirigida hacia el centro del círculo. No es un tipo aparte de fuerza sino el papel que cumple cualquier fuerza real que apunte hacia dentro, como la tensión, la fricción o la gravedad. Sin ella, el objeto saldría disparado en línea recta siguiendo su velocidad instantánea.
¿Por qué acelera un objeto en movimiento circular?
La aceleración es cualquier cambio en la velocidad, y la velocidad incluye la dirección además de la rapidez. Un objeto que da vueltas cambia continuamente de dirección, así que aun a rapidez constante su velocidad siempre cambia, lo que significa que acelera. Esta aceleración centrípeta apunta hacia el centro y es lo que produce la fuerza hacia dentro, manteniendo al objeto en su trayectoria curva.
¿Cómo afecta la rapidez a la fuerza necesaria?
La fuerza centrípeta crece con el cuadrado de la rapidez, así que duplicar la rapidez cuadruplica la fuerza necesaria para mantener la misma trayectoria circular. Por eso tomar una curva al doble de rapidez exige cuatro veces el agarre de tus neumáticos, y por eso las curvas a alta velocidad tienen mucha más probabilidad de causar derrapes. Un radio mayor, en cambio, reduce la fuerza necesaria.
¿Diferencia entre fuerza centrípeta y centrífuga?
La fuerza centrípeta es la fuerza real hacia dentro que curva la trayectoria de un objeto. La fuerza centrífuga es el empuje aparente hacia fuera que siente alguien en el marco giratorio, como un pasajero presionado contra la puerta del coche en una curva cerrada. Es una fuerza ficticia que surge de estar en un marco acelerado, no una fuerza real que actúe sobre el objeto desde fuera.
¿Dónde aparece el movimiento circular en la vida real?
El movimiento circular está en todas partes: coches tomando curvas, satélites y planetas en órbita, centrifugadoras que separan sustancias, montañas rusas con rizos, una pelota en una cuerda y lavadoras que centrifugan la ropa. En cada caso una fuerza centrípeta tira del objeto hacia el centro. Los ingenieros usan estas ecuaciones para diseñar carreteras seguras, atracciones y maquinaria giratoria.