Calculadora de Força Centrífuga
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Definição de força centrífugaEquação da força centrífugaComo calcular a força centrífuga?O que fazer a seguir?FAQsA calculadora de força centrífuga da Omni ajuda você a encontrar a força que age em um objeto em rotação baseado em sua massa, velocidade e raio de rotação. Você pode usá-la não apenas para descobrir como calcular a força centrífuga, mas também a aceleração e a velocidade angular do objeto. Continue lendo para saber qual é a definição de força centrífuga e como aplicar a equação da força centrífuga.
Se você procura uma relação entre força e aceleração para objetos que se movem em uma reta, acesse a nossa calculadora de aceleração.
Definição de força centrífuga
A força centrífuga é a força de inércia que surge em cada objeto em rotação. Ela só é exigida em um quadro de referência rotativo, ou em outras palavras, quando olhamos para o sistema do ponto de vista do objeto em movimento.
Segundo a primeira lei de Newton, se nenhuma força agir sobre um objeto, ele se moverá em uma reta. Para que a rotação ocorra, uma força centrífuga, agindo para fora do centro de rotação, deve ser aplicada.
Por exemplo, você pode imaginar uma pedra girando em um fio. A força centrífuga é a força que impede que ela se mova em direção ao centro de rotação (ou seja, em direção à sua mão).
Equação da força centrífuga
Se você souber a velocidade do objeto, basta usar a seguinte fórmula:
F = m⋅v²/r
onde:
F: é a força, expressa em Newtons;m: é a massa do objeto;v: é a velocidade; er: é o raio.
Se você souber apenas a velocidade angular ω, poderá recalculá-la para a velocidade normal simplesmente multiplicando-a pelo perímetro da trajetória circular. Use a seguinte equação:
v = ω⋅2⋅π⋅r
caso seu ω seja em Hz (1/s).
Ou a fórmula:
v = ω⋅r
para ω em rad/s.
Ou simplesmente digite os valores de ω e r em nossa calculadora.
Para obter mais informações sobre a relação 2⋅π⋅r, visite a calculadora de circunferência da Omni.
Como calcular a força centrífuga?
Siga os passos abaixo:
- Encontre a massa do objeto, por exemplo,
10 kg. - Determine o raio de rotação. Vamos supor que seja
2 m. - Determine a velocidade do objeto. Ela pode ser igual a
5 m/s. Se você souber apenas a velocidade angular, poderá usar a fórmulav = ω ⋅ 2 ⋅ π ⋅ rpara calcular a velocidade. - Use a equação da força centrífuga:
F = m ⋅ v² / r. No nosso exemplo, ela será igual a(10 kg)⋅(5 m/s)² / (2 m) = 125 kg⋅m/s² = 125 N. - Ou você pode simplesmente colocar os dados em nossa calculadora :)
O que fazer a seguir?
Nossa calculadora de força centrífuga também pode ser usada para encontrar a aceleração centrífuga a usando a fórmula simples: a = F / m.
Ela também funciona de forma inversa, por exemplo, você pode encontrar a massa do objeto com uma determinada velocidade, força centrífuga e raio.
Como você conhece a massa e a velocidade do objeto, também pode encontrar sua energia cinética.
Além disso, você pode explorar mais o conceito de energia cinética visitando a calculadora de energia cinética, também da Omni.
O que é força centrífuga?
A força centrífuga de um objeto em rotação é uma força externa que puxa o objeto para fora do centro de rotação. É uma força inercial que reage à força centrípeta.
Como calcular a força centrífuga de um carro em movimento?
Você pode usar a calculadora de força centrífuga da Omni, ou proceder da seguinte forma:
- Descubra o raio de curvatura. Digamos que seja 150 metros.
- Defina a velocidade do carro. Esse valor servirá como velocidade tangencial. Vamos supor que você tenha 50 km/h.
- Multiplique a massa do carro (1.000 kg), pela velocidade elevada ao quadrado e divida o resultado pelo raio de curvatura.
- O resultado é 1286 Newtons.
Qual é a diferença entre a força centrífuga e a centrípeta?
A força centrífuga e a força centrípeta são iguais em módulo, mas atuam em sentidos opostos. Enquanto a força centrífuga aponta no sentido oposta do centro de rotação, a força centrípeta aponta para ele.
Qual é a força centrífuga em um carrossel de 1 metro de raio?
Para o cálculo da força centrífuga, precisamos do raio do centro, da velocidade de rotação e da massa do objeto. Considerando que você pesa 70 kg e consegue dar uma volta de 360° em 2 segundos (30 voltas por minuto ou 30 rpm), a força centrífuga que você experimenta é de 690,9 Newtons.