CALCULADORA · MECÁNICA

Velocidad angular

Convierte RPM a rad/s y relaciona velocidad de giro con velocidad angular.

Resultado—

Los cálculos se actualizan mientras modificas los valores.

VISUALIZACIÓN EN TIEMPO REAL

¿Qué calcula esta herramienta?

La velocidad angular expresa la rapidez de rotación en radianes por segundo. Es la unidad natural para ecuaciones de dinámica rotacional, motores, engranajes y control.

FÓRMULA PRINCIPAL

ω = RPM × 2π / 60

Una revolución equivale a 2π radianes y un minuto a 60 segundos. Por eso se multiplica RPM por 2π/60.

Ejemplo resuelto

1500 RPM equivalen a aproximadamente 157.08 rad/s.

Recomendaciones prácticas

  • No confundas rad/s con RPM.
  • En transmisiones, aplica primero la relación de engranajes si buscas la velocidad de otro eje.
  • Para potencia mecánica rotacional puede usarse P = τω.

Cuándo resulta útil

Conversión entre rpm y rad/s para motores, transmisiones, control y modelos dinámicos.

Error común que conviene evitar

Asegúrate de distinguir velocidad del eje motor y velocidad después de una caja reductora.

Fórmulas completas de velocidad angular

Una revolución completa equivale a 2π radianes y un minuto tiene 60 segundos. De ahí salen todas las conversiones entre RPM (revoluciones por minuto), rad/s y hercios:

  • RPM a rad/s: ω = n · 2π / 60 ≈ n × 0.10472
  • rad/s a RPM: n = ω · 60 / (2π) ≈ ω × 9.5493
  • Frecuencia de giro: f = n / 60 (revoluciones por segundo, Hz) y ω = 2π · f
  • Periodo de una vuelta: T = 1 / f = 60 / n
  • Velocidad tangencial en un radio r: v = ω · r (m/s si r está en metros)
  • Potencia mecánica: P = T · ω (W si el torque T está en N·m)

El radián es adimensional, por eso rad/s se puede escribir simplemente como s⁻¹ en las ecuaciones de dinámica.

Tabla de conversión RPM a rad/s

RPMrad/srev/s (Hz)Referencia típica
606.2831Una vuelta por segundo
10010.471.667Salida de un reductor
1000104.7216.67Referencia de cálculo
1500157.0825Velocidad síncrona de un motor de 4 polos a 50 Hz
1750183.2629.17Motor de 4 polos a 60 Hz bajo carga (aprox.)
3000314.1650Síncrona de 2 polos a 50 Hz
3600376.9960Síncrona de 2 polos a 60 Hz

La velocidad síncrona de un motor de inducción es n = 120 · f / p, con f la frecuencia de red y p el número de polos; la velocidad real bajo carga es algo menor por el deslizamiento.

Ejemplo resuelto

Velocidad de una banda. Un motor gira a 1450 RPM y mueve una polea de 0.1 m de radio. Primero: ω = 1450 × 2π / 60 ≈ 151.84 rad/s. Luego, la velocidad lineal de la banda es v = ω · r = 151.84 × 0.1 ≈ 15.18 m/s.

Potencia a partir del torque. Si el eje entrega 9.55 N·m a 1500 RPM, P = T · ω = 9.55 × 157.08 ≈ 1500 W, es decir, 1.5 kW. Puedes comprobarlo al revés con la calculadora de torque y potencia.

Errores comunes

  • Multiplicar RPM por 2π sin dividir entre 60: el resultado quedaría en rad/min, 60 veces mayor.
  • Confundir rad/s con Hz: 1 Hz de giro (1 rev/s) son 2π ≈ 6.283 rad/s, no 1 rad/s.
  • Usar la velocidad síncrona como velocidad real: un motor de inducción de 4 polos a 60 Hz no gira a 1800 RPM con carga, sino un poco por debajo; consulta la placa del motor.
  • Usar el diámetro en v = ω · r: la fórmula usa el radio; con el diámetro obtienes el doble.
  • Olvidar la relación de transmisión: si hay engranajes o poleas entre el motor y la carga, convierte primero la velocidad con la calculadora de relación de engranajes.

Preguntas frecuentes

¿Cuántos rad/s son 1 RPM?

1 RPM = 2π / 60 ≈ 0.10472 rad/s. A la inversa, 1 rad/s ≈ 9.549 RPM.

¿Por qué las fórmulas de física usan rad/s y no RPM?

Porque con radianes las relaciones quedan sin factores extra: v = ω · r y P = T · ω solo son válidas directamente si ω está en rad/s. Con RPM aparecen constantes como 9550 en la fórmula de torque.

¿Velocidad angular y frecuencia angular son lo mismo?

Se calculan igual (ω = 2πf) y tienen las mismas unidades, pero la velocidad angular describe un giro físico y la frecuencia angular describe una señal oscilante, como una onda senoidal de 60 Hz (ω ≈ 377 rad/s).

Para entender el concepto de radián, la aceleración angular y más ejemplos, consulta la guía de velocidad angular.

Herramienta educativa. Verifica tolerancias, hojas de datos y condiciones reales antes de usar los resultados en diseños de seguridad, potencia o aplicaciones críticas.