Qué hace esta calculadora
Esta herramienta calcula la fuerza centrífuga y la velocidad tangencial (lineal) de un objeto que se mueve describiendo un círculo. Solo tienes que introducir la masa del objeto que gira, el radio de giro y la velocidad de rotación, y obtendrás la fuerza en newtons (N) y en kilogramos-fuerza (kgf), además de la velocidad tangencial en m/s y km/h. La física utilizada es la mecánica universal del Sistema Internacional (SI) y sirve en cualquier lugar; no intervienen normas propias de ningún país.
Cómo usarla
Puedes elegir las unidades sobre la marcha. La masa se introduce en kilogramos o en gramos; el radio, en metros, centímetros o milímetros. Para la velocidad de rotación, indica cómo está expresado tu dato: revoluciones por segundo (rps), revoluciones por minuto (rpm) o radianes por segundo (rad/s). La calculadora lo convierte todo internamente al SI antes de realizar el cálculo.
La fórmula explicada
Primero se normaliza la velocidad de rotación a una velocidad angular omega en rad/s: para rps, \(\omega = 2\pi n\); para rpm, \(\omega = 2\pi n/60\); para rad/s, \(\omega = n\). A continuación, la velocidad tangencial es \(v = \omega \times r\), y el módulo de la fuerza centrífuga es $$F = m \times r \times \omega^{2}$$ (de forma equivalente, \(F = m v^{2} / r\)). La fuerza en kgf se obtiene como \(F / 9{,}80665\), usando la gravedad estándar, y la velocidad en km/h como \(v \times 3{,}6\).
Ejemplo práctico: lanzamiento de martillo
Tomemos un martillo de 7,26 kg girado con un radio de 2 m a 2 revoluciones por segundo. Entonces \(\omega = 2\pi \times 2 \approx 12{,}566\ \text{rad/s}\). La velocidad tangencial es $$v = 12{,}566 \times 2 \approx 25{,}13\ \text{m/s} \approx 90{,}48\ \text{km/h}.$$ La fuerza centrífuga vale $$F = 7{,}26 \times 2 \times 12{,}566^{2} \approx 2292{,}9\ \text{N},$$ es decir, unos 233,8 kgf, ¡más de 30 veces el propio peso del martillo!
Preguntas frecuentes
¿Son lo mismo la fuerza centrífuga y la centrípeta? Tienen el mismo módulo, \(m r \omega^{2}\). La centrípeta apunta hacia el centro (es la fuerza real que mantiene al objeto en su trayectoria circular); la centrífuga es la fuerza aparente hacia fuera que se percibe en el sistema de referencia que gira.
¿Qué ocurre si el radio es cero? Un objeto situado justo en el centro tiene \(v = 0\) y \(F = 0\); el resultado es cero, no un error.
¿Por qué se da la fuerza en kgf? El kilogramo-fuerza resulta muy intuitivo para compararla con el peso: 1 kgf es la atracción gravitatoria sobre 1 kg, así que el valor en kgf te indica la fuerza como un múltiplo del peso de un kilogramo.
