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Calculadora de Fuerza de Arrastre (F_D = ½·ρ·v²·C_D·A)
Calcula la fuerza de arrastre sobre un cuerpo en una corriente fluida: F_D=½·ρ·v²·C_D·A (N), donde ρ es la densidad del fluido, v la velocidad de la corriente, C_D el coeficiente de arrastre (depende de la forma y de Re) y A el área de referencia (proyección frontal). Biblioteca de C_D típicos (Re alto): esfera 0,47, hemisferio 0,42, cilindro largo 0,81, disco/placa 1,17, cubo 1,05, perfil aerodinámico 0,04, elipsoide aerodinámico 0,07, cono 0,50; o bien «Personalizado» para un C_D propio. Opcionalmente, con la viscosidad dinámica μ y la longitud característica L se calcula el número de Reynolds Re=ρ·v·L/μ y la potencia disipada P=F_D·v (W). Densidad en kg/m³/g/cm³, velocidad en m/s/km/h, área en m²/cm²/mm², longitud en m/cm/mm.
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Datos clave
Categoría
Math & Numbers
Tipos de entrada
select, number
Tipo de salida
json
Cobertura de ejemplos
4
API disponible
Sí
Resumen
La calculadora de fuerza de arrastre estima la resistencia de un cuerpo en una corriente fluida mediante F_D = ½·ρ·v²·C_D·A. Permite seleccionar formas con valores típicos de C_D o introducir un coeficiente personalizado, usar varias unidades y calcular opcionalmente el número de Reynolds y la potencia disipada.
Cuándo usarlo
Estimar el arrastre aerodinámico de cuerpos en aire.
Calcular la resistencia hidrodinámica de objetos en agua u otros fluidos.
Comparar el efecto de la velocidad, la densidad, el área frontal o el coeficiente C_D.
Cómo funciona
1Selecciona una forma para obtener un C_D típico a Re alto o elige «Personalizado» e introduce tu valor.
2Indica la densidad del fluido, la velocidad de la corriente y el área frontal de referencia con sus unidades.
3La herramienta convierte las unidades y aplica F_D = ½·ρ·v²·C_D·A para obtener la fuerza en newtons.
4Si introduces la viscosidad dinámica y la longitud característica, también calcula Re = ρ·v·L/μ y la potencia P = F_D·v.
Casos de uso
Evaluación preliminar de cargas de arrastre en vehículos, estructuras y componentes.
Análisis de objetos sumergidos o desplazados por una corriente de agua.
Prácticas de mecánica de fluidos para relacionar C_D, velocidad, densidad y número de Reynolds.
Ejemplos
1. Arrastre de una esfera en aire
Estudiante de mecánica de fluidos
Contexto
Se quiere estimar la resistencia de una esfera con un área frontal de 1 m² en aire a 20 m/s.
Problema
Calcular la fuerza de arrastre y la potencia asociada usando el C_D típico de una esfera.
Cómo usarlo
Selecciona «Esfera» e introduce la densidad del aire, la velocidad y el área frontal.
C_D = 0,47; ρ = 1,225 kg/m³; v = 20 m/s; A = 1 m².
Resultado
La fuerza de arrastre es aproximadamente 115,15 N y la potencia disipada es 2303 W.
2. Esfera en agua con número de Reynolds
Ingeniera de diseño hidráulico
Contexto
Se analiza una esfera de referencia en agua con una velocidad de corriente de 2 m/s y un área frontal de 0,1 m².
Problema
Obtener la fuerza de arrastre, la potencia y el número de Reynolds del caso.
Cómo usarlo
Selecciona «Esfera», introduce los datos del agua y añade la viscosidad dinámica y la longitud característica.
Preguntas frecuentes
¿Qué fórmula utiliza la calculadora?
Utiliza F_D = ½·ρ·v²·C_D·A, donde ρ es la densidad, v la velocidad, C_D el coeficiente de arrastre y A el área frontal.
¿Qué valor de C_D debo usar?
Puedes seleccionar una forma con un valor típico a Reynolds alto o elegir «Personalizado» para introducir un C_D propio.
¿Qué unidades admite?
Admite densidad en kg/m³ o g/cm³, velocidad en m/s o km/h, área en m², cm² o mm² y longitud en m, cm o mm.
¿Cómo se calcula el número de Reynolds?
Se calcula con Re = ρ·v·L/μ cuando se proporcionan la viscosidad dinámica μ y la longitud característica L.
¿Qué resultados devuelve?
Devuelve la fuerza de arrastre en N y la potencia P = F_D·v en W; también muestra Re cuando se introducen los datos opcionales necesarios.