Calculadora de fuerza centrífuga: fuerza, velocidad tangencial y fuerza g
Calcula la fuerza centrífuga sobre una masa que gira a partir de las rpm y el radio, junto con su velocidad tangencial y cuántas g siente. Fórmula explicada.
Cómo funciona
ω = 2π × rpm ÷ 60 · F = m × ω² × r · fuerza g = ω² × r ÷ 9.80665
Cuando algo gira, desde el propio sistema que rota parece que una fuerza lo empuja hacia afuera: es la fuerza centrífuga, F = m·ω²·r, del mismo tamaño que la fuerza centrípeta que en realidad lo mantiene en su trayectoria circular. Primero se pasan las revoluciones por minuto a velocidad angular en rad/s (ω = 2π·rpm/60). Como ω va al cuadrado, duplicar las rpm cuadruplica la fuerza, y por eso una centrífuga de laboratorio alcanza miles de g con un radio pequeño. Expresar el resultado en múltiplos de g (9.80665 m/s²) ayuda a imaginar qué tan intenso es el efecto.
Ejemplo resuelto
Ana ata una masa de 0.5 kg a una cuerda y la hace girar a 0.4 m del eje a 200 rpm. La velocidad angular es ω = 2π × 200 ÷ 60 = 20.94 rad/s. La fuerza centrífuga vale 0.5 × 20.94² × 0.4 = 87.7 N, la masa se mueve a 20.94 × 0.4 = 8.38 m/s y la aceleración equivale a 20.94² × 0.4 ÷ 9.80665 = 17.9 g.
Fuentes: Centrifugal force — Wikipedia
Preguntas frecuentes
¿La fuerza centrífuga es real?
Es una fuerza ficticia o inercial: solo aparece si describes el movimiento desde el sistema que gira. Visto desde fuera, la única fuerza real es la centrípeta, que apunta hacia el centro; lo que sientes hacia afuera es tu propia inercia.
¿Cómo aumento la fuerza centrífuga?
Sube la velocidad de giro, el radio o la masa. Las rpm son las que más pesan, porque la fuerza crece con el cuadrado de la velocidad angular: el doble de rpm da cuatro veces la fuerza.
¿Qué diferencia hay entre fuerza centrífuga y centrípeta?
Tienen el mismo valor, m·ω²·r, pero sentido contrario. La centrípeta es la fuerza real que jala hacia el centro (la tensión de la cuerda, la fricción de las llantas); la centrífuga es la reacción aparente hacia afuera que se percibe dentro del sistema que gira.
¿Cómo paso de rpm a rad/s?
Multiplica las rpm por 2π y divide entre 60, porque cada vuelta son 2π radianes y un minuto tiene 60 segundos. Así, 200 rpm son 20.94 rad/s.
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Esta calculadora tiene fines informativos. Verifica los resultados importantes antes de tomar decisiones.