O cálculo, sem premissas ocultas
A força centrípeta é a força resultante para dentro necessária ao movimento circular, não uma força nova e separada. A OpenStax apresenta F₍c₎ = ma₍c₎ com a₍c₎ = v²/r = rω², de modo que o mesmo estado pode ser escrito como F₍c₎ = mv²/r ou F₍c₎ = mrω². O MAXScanner resolve a força, a massa, a velocidade tangencial ou o raio que faltam e aceita velocidade linear, velocidade angular, RPM ou período quando a velocidade é conhecida indiretamente.
Como usar esta calculadora
Escolha se deseja calcular a força, a massa, a velocidade tangencial ou o raio.
Quando a força, a massa ou o raio for o alvo, escolha como a velocidade circular é conhecida: velocidade linear, velocidade angular, RPM ou período.
Insira os demais valores conhecidos e selecione as unidades; a calculadora normaliza para o SI antes de resolver.
Confira a aceleração centrípeta, a força g, a velocidade angular, o período e a fórmula com valores substituídos. Use a tabela de cenários para ver a sensibilidade quadrática à velocidade.
Onde as pessoas usam
- •Exercícios de física sobre movimento circular, com cálculo direto ou inverso
- •Verificações de centrífugas/rotores quando a velocidade de rotação é dada em RPM
- •Exemplos de veículos/pistas em que força, velocidade e raio de curva estão relacionados
- •Conversão entre velocidade tangencial, velocidade angular, RPM e período para o mesmo estado de movimento circular
Exemplo resolvido — 2 kg a 10 m/s em raio de 5 m
a₍c₎ = 10²/5 = 20 m/s². F₍c₎ = 2 × 20 = 40 N para dentro. O mesmo movimento tem ω = v/r = 2 rad/s, cerca de 19,10 RPM e período de π segundos.
O que o resultado não pressupõe
- •A força centrípeta é a força radial resultante necessária. A força real que a fornece pode ser atrito, tração, gravidade, força normal ou uma combinação dessas forças.
- •As equações básicas assumem movimento circular com a velocidade tangencial instantânea e o raio informados. Movimentos não uniformes também podem ter aceleração tangencial, que este cálculo de força radial não modela.
- •Não interprete a força g aqui como uma avaliação completa de carga humana ou de segurança estrutural; direção, duração, contenção, geometria e outras cargas são importantes.
- •Para máquinas rotativas, vias, brinquedos mecânicos ou estruturas críticas para a segurança, use as normas aplicáveis, os dados do fabricante (OEM) e uma análise de engenharia qualificada.
Perguntas frequentes
A força centrípeta é um tipo separado de força?+
Não. É o nome dado à componente resultante da força dirigida para dentro que produz a aceleração centrípeta. Dependendo do sistema, ela pode ser fornecida por atrito, tração, peso, força normal ou pela combinação de várias forças.
Posso informar RPM em vez de metros por segundo?+
Sim. Escolha RPM como base de velocidade. O MAXScanner converte RPM em velocidade angular com ω = RPM × 2π/60, em seguida usa F = mrω² e informa a velocidade tangencial equivalente.
A calculadora consegue resolver o raio ou a velocidade?+
Sim. Com a velocidade linear, r = mv²/F e v = √(Fr/m). Se a velocidade angular, RPM ou período forem conhecidos e o raio for desconhecido, usa-se a forma angular equivalente F = mrω².
Por que dobrar a velocidade quadruplica a força centrípeta?+
Com massa e raio fixos, a força é proporcional a v². Ao dobrar v, v² fica quatro vezes maior, e a força dirigida para dentro necessária também fica quatro vezes maior.
Para que direção apontam a velocidade e a força centrípeta?+
A velocidade tangencial aponta ao longo da trajetória. A aceleração centrípeta e a força centrípeta resultante apontam radialmente para dentro, em direção ao centro de curvatura, perpendicularmente à velocidade tangencial instantânea.
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