¿Qué es una calculadora de tensión?
La tensión es la fuerza de tracción que se transmite a lo largo de una cuerda, un cable, un hilo o una cadena cuando se tensa por fuerzas que actúan desde extremos opuestos. Esta calculadora obtiene la fuerza de tensión (en newtons) para una única masa que cuelga de una cuerda o que esta levanta, teniendo en cuenta cualquier aceleración vertical. Aplica la ecuación newtoniana universal \( T = m(g + a) \), por lo que funciona en cualquier lugar: no depende de normas de ningún país concreto.
Cómo usarla
Introduce tres valores: la masa que se sostiene (kg), la aceleración vertical del sistema (m/s², positiva hacia arriba y negativa hacia abajo) y la aceleración de la gravedad local g (por defecto 9,81 m/s² en la Tierra). La calculadora devuelve la tensión de la cuerda y, a modo de comparación, el peso estático de la masa.
La fórmula explicada
Según la segunda ley de Newton, la fuerza neta hacia arriba sobre una masa colgada es igual a su masa por su aceleración: \( T - mg = ma \). Reordenando obtenemos $$ T = m(g + a) $$ Cuando la masa está en reposo o se mueve a velocidad constante (\( a = 0 \)), la tensión equivale sin más al peso, \( T = mg \). Si la masa acelera hacia arriba, la tensión supera el peso; si acelera hacia abajo, la tensión es menor que el peso.
Ejemplo resuelto
Se eleva una caja de 10 kg hacia arriba a 2 m/s² con \( g = 9{,}81 \) m/s². Tensión $$ = 10 \times (9{,}81 + 2) = 10 \times 11{,}81 = \mathbf{118{,}1 \text{ N}} $$ Su peso estático es \( 10 \times 9{,}81 = 98{,}1 \) N, de modo que acelerarla hacia arriba añade 20 N de tensión.
Preguntas frecuentes
¿Y si la masa solo cuelga inmóvil? Pon la aceleración a 0; la tensión es igual al peso, \( mg \).
¿Cómo trato un ascensor que baja? Usa una aceleración negativa. Por ejemplo, \( a = -2 \) m/s² reduce la tensión por debajo del peso.
¿Qué valor de g debo usar? 9,81 m/s² es el estándar en la superficie terrestre. Usa 1,62 para la Luna o 3,71 para Marte.
