Calculez la force centripète, la masse, la vitesse ou le rayon pour le mouvement circulaire avec F = mv²/r. Calculateur de physique gratuit en ligne.
Un calculateur de force centripète vous permet de calculer instantanément la relation entre la force, la masse, la vitesse et le rayon pour tout objet se déplaçant sur une trajectoire circulaire, en utilisant la formule F = mv²/r. Entrez trois des quatre valeurs — masse, vitesse, rayon ou force centripète — et le calculateur résout la valeur manquante, vous permettant d'analyser le mouvement circulaire pour des problèmes de physique, la dynamique des véhicules, ou la conception technique.
La force centripète est l'un des concepts les plus importants — et les plus mal compris — de la mécanique classique. Ce n'est pas un nouveau type de force en soi ; c'est plutôt l'étiquette donnée à toute force nette dirigée vers l'intérieur qui se trouve provoquer le mouvement circulaire d'un objet. La gravité fournit la force centripète qui maintient les planètes en orbite, la tension la fournit pour une balle balancée sur une corde, et le frottement la fournit pour une voiture négociant un virage. Dans tous les cas, les mathématiques sous-jacentes — F = mv²/r — sont les mêmes.
Ce calculateur est utile dans de nombreux contextes : les étudiants en physique l'utilisent pour résoudre des problèmes de mouvement circulaire, les ingénieurs automobiles et civils l'utilisent pour concevoir des inclinaisons de virages sûres et des limites de vitesse, les ingénieurs d'attractions l'utilisent pour s'assurer que les boucles de montagnes russes sont sûres aux vitesses impliquées, et les astronomes utilisent le même principe (avec la gravité comme force) pour comprendre la mécanique orbitale.
Un objet de 2 kg se déplace sur un cercle de rayon 1,5 mètre à une vitesse de 5 m/s. En utilisant F = mv²/r : F = (2 × 5²) / 1,5 = (2 × 25) / 1,5 = 33,33 N. C'est la force nette dirigée vers l'intérieur nécessaire pour maintenir l'objet sur sa trajectoire circulaire à cette vitesse et ce rayon.
La valeur de force que produit ce calculateur représente la force nette totale dirigée vers l'intérieur nécessaire pour maintenir le mouvement circulaire spécifié — dans un scénario réel, vous devriez identifier quelle force physique (ou combinaison de forces) la fournit réellement. En comparant votre résultat au tableau de référence, remarquez l'énorme plage : les virages quotidiens en voiture et les objets lancés nécessitent des forces de l'ordre de milliers de newtons, tandis que les orbites planétaires impliquent des forces d'échelle astronomique (rendues possibles par des masses tout aussi astronomiques), et les orbites à l'échelle atomique impliquent des forces plusieurs ordres de grandeur plus petites que ce que suggérerait l'intuition quotidienne. Si votre force calculée semble déraisonnablement grande pour un rayon et une vitesse donnés, vérifiez vos unités — mélanger km/h avec des mètres, ou centimètres avec kilogrammes, sont des sources courantes de grandes erreurs de calcul dans les problèmes de mouvement circulaire.
Entrez trois des valeurs — masse, vitesse, rayon ou force centripète — et laissez la quatrième vide — le calculateur résout la valeur manquante avec F = mv²/r.
| Scénario | Force Centripète |
|---|---|
| Voiture prenant un virage d'autoroute | 4 500 N |
| Boucle de montagnes russes | 12 000 N |
| Lâcher au lancer du marteau olympique | 2 200 N |
| La Lune orbitant autour de la Terre | 1.980e+20 N |
| Électron orbitant autour d'un noyau d'hydrogène | 8.200e-8 N |