CalcLibrary

Калькулятор центростремительной силы

Найдите центростремительную силу, центростремительное ускорение, скорость или радиус окружности для равномерного движения по круговой траектории. Введите известные величины в метрических или британских единицах, а калькулятор покажет результат, сопутствующее ускорение и перегрузку в g.

Активное уравнение
Примеры

Груз массой 0,25 кг движется со скоростью 4 м/с по окружности радиусом 0,8 м. Чтобы удерживать его на круговой траектории, нужна центростремительная сила 5 Н; ускорение равно примерно 20 м/с², то есть чуть больше 2 g.

Центростремительная сила (F_c)
5 Н
Центростремительное ускорение (a_c)
20 м/с²
Перегрузка в g
2,0394 g

Это идеализированная оценка для равномерного движения по окружности. Она не учитывает сцепление шин, вираж, подвеску, ветер, прочностные ограничения и требования сертификации безопасности.

Это было полезно?

Примеры

Как это работает

Формула

Fc=mv2rF_c = \frac{m v^2}{r}

ac=v2ra_c = \frac{v^2}{r}

v=acrv = \sqrt{a_c r}

v=Fcrmv = \sqrt{\frac{F_c r}{m}}

r=v2acr = \frac{v^2}{a_c}

r=mv2Fcr = \frac{m v^2}{F_c}

ng=acg0n_g = \frac{a_c}{g_0}

Переменные

FcF_c

Центростремительная сила(N or lbf)

aca_c

Центростремительное ускорение(m/s² or ft/s²)

mm

Масса тела или транспортного средства(kg or lb)

vv

Линейная (тангенциальная) скорость(m/s, km/h, mph, or ft/s)

rr

Радиус окружности(m or ft)

g0g_0

Нормальное ускорение свободного падения(9.80665 m/s²)

ngn_g

Перегрузка в долях нормального ускорения свободного падения(g)

Выберите величину, которую нужно найти, затем введите известные параметры движения по окружности и их единицы. Калькулятор приводит значения к единой внутренней системе, решает выбранное уравнение и показывает недостающую величину, а также силу, ускорение и перегрузку в g, если их можно корректно получить из исходных данных.

При равномерном движении по окружности центростремительная сила направлена к центру окружности и связана с массой, скоростью и радиусом формулами F_c = m v² / r и a_c = v² / r. Для расчёта силы или ускорения калькулятор использует скорость и радиус напрямую. Для скорости или радиуса он уточняет, какая величина известна — центростремительная сила или центростремительное ускорение, чтобы не угадывать недостающую зависимость.

В результатах остаётся видна физическая картина движения: рост скорости увеличивает требуемую силу и ускорение квадратично, а больший радиус даёт более плавную траекторию и уменьшает центростремительное ускорение.

Частые вопросы

01Что считает калькулятор центростремительной силы?
Он находит одну неизвестную величину для равномерного движения по окружности: центростремительную силу, центростремительное ускорение, скорость или радиус окружности. Рабочая формула остаётся на экране, поэтому её не нужно преобразовывать вручную.
02Почему скорость так сильно влияет на центростремительную силу?
Потому что центростремительная сила и центростремительное ускорение пропорциональны квадрату скорости. Если скорость увеличить вдвое при прежнем радиусе, сила, направленная к центру окружности, и ускорение станут в 4 раза больше.
03Когда нужна масса?
Масса нужна только в расчётах, где есть сила. Центростремительное ускорение и перегрузка в g зависят от скорости и радиуса, но для перевода ускорения в реальную силу требуется масса тела.
04Можно ли смешивать миль/ч, футы, килограммы и ньютоны?
Да. У каждой величины есть собственный выбор единиц, а перед расчётом значения переводятся во внутреннюю согласованную систему.
05Чем это отличается от расчёта скорости, кинетической энергии или полёта тела?
Скорость–путь–время описывает прямолинейное движение, кинетическая энергия показывает запас энергии движущегося тела, а расчёт полёта строит траекторию после броска. Здесь рассматривается движение по окружности и центростремительная сила, которая удерживает тело на круговой траектории.

Все калькуляторы