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Calculadora de fuerza

Resuelve la segunda ley de Newton para la fuerza, la masa o la aceleración; calcula el peso a partir de la masa y la gravedad; halla la fricción a partir de un coeficiente y la fuerza normal; o suma varias fuerzas en distintos ángulos para obtener la fuerza neta y la aceleración que produce. Cada respuesta incluye su desarrollo, y el modo de fuerza neta dibuja un diagrama de cuerpo libre. Funciona en tu navegador; gratis, sin registro.

¿Qué quieres calcular?

Segunda ley de Newton: la fuerza neta sobre un objeto es igual a su masa por su aceleración. Introduce la fuerza neta, no solo una de las fuerzas que actúan.

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Calculado

Resultados

3000 N

Fuerza neta F

El desarrollo

  1. Parte de F = m × a.
  2. F = 1200 × 2,5 = 3000 N

Cómo usar la calculadora de fuerza

  1. 1. Elige el cálculo. F = ma para la fuerza neta sobre un objeto, W = mg para el peso, f = μN para la fricción, o Fuerza neta para combinar varias fuerzas.
  2. 2. Elige la incógnita y completa el resto. La casilla que buscas se convierte en la respuesta. Cada casilla tiene su propio menú de unidades: newtons, kilonewtons, libras-fuerza, kilogramos o libras, m/s² o g.
  3. 3. Para varias fuerzas, indica magnitudes y ángulos. Mide cada ángulo en sentido antihorario desde el eje x positivo: 0° es a la derecha, 90° arriba, 180° a la izquierda y 270° abajo. Añade una masa si quieres la aceleración.
  4. 4. Lee el desarrollo. Se muestran la ecuación, el despeje y los números sustituidos, y el modo de fuerza neta añade una tabla de componentes y un diagrama de cuerpo libre.

Las ecuaciones

MagnitudEcuaciónNotas
Segunda ley de NewtonF = m × aF es la fuerza neta sobre el objeto, en newtons (1 N = 1 kg·m/s²)
PesoW = m × gg = 9,80665 m/s² con la gravedad estándar, así que 1 kg pesa 9,80665 N
Fricciónf = μ × NN es la fuerza normal; μs da la fricción estática máxima, μk la fricción de deslizamiento
Fricción sobre suelo horizontalf = μ × m × gLa fuerza normal sobre una superficie plana es igual al peso cuando nada más empuja en vertical
Fuerza netaΣFx = ΣF cos θ, ΣFy = ΣF sen θSuma las componentes y luego |F| = √(ΣFx² + ΣFy²)

Referencia: OpenStax University Physics, volumen 1, secciones 5.3 y 6.2. La gravedad estándar es exacta por definición (CGPM, 1901).

Ejemplos desarrollados

F = ma. Un coche de 1.200 kg que acelera a 2,5 m/s² necesita una fuerza neta de 1.200 × 2,5 = 3.000 N (el valor predeterminado). Ten en cuenta que es la fuerza neta: el empuje del motor menos la resistencia del aire y la de rodadura.

Peso. Una persona de 70 kg pesa 70 × 9,80665 = 686,5 N en la Tierra, pero 70 × 1,62 = 113,4 N en la Luna. Su masa es de 70 kg en ambos lugares.

Fricción. Un bloque que presiona una superficie con una fuerza normal de 200 N y μ = 0,4 siente 0,4 × 200 = 80 N de fricción. Para un bloque de 10 kg sobre suelo horizontal con μ = 0,4, f = 0,4 × 10 × 9,80665 = 39,23 N.

Fuerza neta. Tira con 10 N hacia la derecha, 6 N hacia arriba y 4 N hacia la izquierda. Las componentes x suman 10 − 4 = 6 N y las componentes y suman 6 N, así que la fuerza neta es √(6² + 6²) = 8,485 N a 45°. Si el objeto tiene una masa de 2 kg, su aceleración es 8,485 ÷ 2 = 4,243 m/s² en esa misma dirección.

Coeficientes de fricción

SuperficiesEstática μsCinética μk
Caucho sobre hormigón seco1,00,7
Madera sobre madera0,50,3
Acero sobre acero (seco)0,60,3
Zapatos sobre hielo0,10,05
Teflón sobre acero0,040,04

Valores aproximados de OpenStax University Physics, volumen 1, tabla 6.1. Los coeficientes reales varían según el estado de la superficie.

Errores comunes

  • Usar una sola fuerza en lugar de la fuerza neta. En F = ma, F es la suma vectorial de todas las fuerzas. Un empuje de 50 N contra 50 N de fricción da una aceleración cero.
  • Confundir masa y peso. La masa se mide en kilogramos y no cambia; el peso es una fuerza en newtons y depende de g. Una báscula en kilogramos mide en realidad el peso y divide entre g.
  • Usar el peso como fuerza normal en una pendiente o cuando se tira con un ángulo. Entonces la fuerza normal es distinta de mg; usa la Calculadora de plano inclinado para las rampas.
  • Tratar μ como una propiedad de un solo objeto. Pertenece a un par de superficies.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se calcula una fuerza?
Multiplica la masa por la aceleración: F = ma. Un objeto de 5 kg que acelera a 3 m/s² requiere una fuerza neta de 15 N. Si actúan varias fuerzas, súmalas primero como vectores y usa la fuerza neta resultante.
¿Qué es un newton?
Un newton es la fuerza que da a una masa de 1 kg una aceleración de 1 m/s², así que 1 N = 1 kg·m/s². Cerca de la superficie terrestre equivale aproximadamente al peso de una manzana pequeña, unos 100 g.
¿Cuál es la diferencia entre masa y peso?
La masa mide cuánta materia tiene un objeto y es la misma en todas partes. El peso es la fuerza gravitatoria sobre esa masa, W = mg, así que cambia según el lugar. La misma persona de 70 kg pesa unos 686,5 N en la Tierra y 113,4 N en la Luna.
¿Cómo se halla la fuerza neta de varias fuerzas?
Descompón cada fuerza en componentes x e y (F cos θ y F sen θ), suma todas las componentes x y todas las componentes y, y combina las dos sumas con el teorema de Pitágoras. La dirección es el atan2 de ΣFy entre ΣFx.
¿Qué significa una fuerza neta cero?
El objeto está en equilibrio: permanece en reposo o se mueve a velocidad constante. Una fuerza neta cero no significa que no actúe ninguna fuerza, sino que se anulan entre sí. La calculadora indica este caso de forma explícita.
¿Cómo convierto libras-fuerza a newtons?
Multiplica por 4,448222: 1 lbf es el peso de una masa de una libra con la gravedad estándar, 0,45359237 kg × 9,80665 m/s². Un kilogramo-fuerza equivale exactamente a 9,80665 N. Los menús de unidades hacen estas conversiones por ti.

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