Calculadora del número de Froude
Agua a 2 m/s con un calado de 1 m bajo la gravedad terrestre de 9,81 m/s² da un número de Froude de 0,6385508568: flujo subcrítico. Indique velocidad, gravedad y una longitud para clasificar un canal o comparar modelos de casco. Gratis en su navegador.
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Ejemplo resuelto
- Velocidad
- 2
- Gravedad
- 9,81
- Longitud
- 1
- Número de Froude
- 0,6385508568
- Fr
- 0,6385508568
- Indicación de régimen
- subcritical
El número de Froude compara las fuerzas de inercia con las gravitatorias en un flujo de superficie libre y es el grupo adimensional clásico para saber si un canal abierto es subcrítico, crítico o supercrítico. Con una velocidad de flujo característica V, la aceleración gravitatoria g y una escala de longitud L como el calado o la eslora de un casco, la definición es Fr igual a V dividido por la raíz cuadrada de g por L. Estudiantes que revisan deberes de canal abierto, ingenieros hidráulicos que dimensionan vertederos y cuencos de amortiguación, arquitectos navales que comprueban semejanza de casco, y autores de simulaciones que validan entradas adimensionales necesitan las mismas tres magnitudes y un resultado reproducible.
Qué significa Fr = V/√(gL) y qué magnitudes debe enviar
En hidráulica de canales abiertos y arquitectura naval el número de Froude es la razón entre efectos inerciales y gravitatorios: una velocidad de flujo característica dividida por la raíz cuadrada de la aceleración gravitatoria por una escala de longitud.
La velocidad es una magnitud representativa de caudal, media o de casco; la gravedad es la aceleración local, habitualmente 9.81 metros por segundo al cuadrado en la Tierra, pero cualquier valor positivo coherente en otro cuerpo o en un ensayo de gravedad reducida; la longitud es la escala que fija el problema de superficie libre—calado en un canal rectangular, profundidad hidráulica en una sección prismática o eslora de flotación en un buque.
La intención de búsqueda se agrupa en frases como calculadora del número de Froude, Fr igual a V sobre raíz de g L, flujo subcrítico frente a supercrítico en canal abierto, semejanza de casco, comprobación de resalto hidráulico y Froude adimensional a partir de velocidad, gravedad y longitud. Las personas quieren un valor numérico que puedan anclar a una hoja de trabajo, incrustar en un cuaderno de laboratorio o alimentar a un pipeline mayor—no solo un recordatorio de que la fórmula existe.
Las unidades se mantienen coherentes con la base que haya elegido: metros por segundo con metros por segundo al cuadrado y metros dan un Fr verdaderamente adimensional; cualquier conjunto coherente funciona si mantiene el radicando dimensionalmente honesto y no mezcla sistemas inconsistentes sin convertir antes. Un resultado menor que uno se llama por lo general subcrítico, uno próximo a uno crítico, y uno mayor que uno supercrítico, que es el lenguaje de la mayoría de los textos de ingeniería civil.
Uso práctico, límites, precio y canales de entrega
Use la herramienta del navegador cuando quiera una comprobación inmediata de Fr igual a V sobre raíz de g L al calificar deberes, verificar un laboratorio de canal abierto, esbozar si un aliviadero es supercrítico o saneando las entradas adimensionales de una simulación de aguas someras. Elija unidades de forma coherente: si la velocidad está en metros por segundo, la gravedad en metros por segundo al cuadrado y la longitud en metros, Fr es adimensional y listo para comparación con el libro de texto.
No hay modelo de lenguaje, ni servicio externo de propiedades del fluido, ni aleatoriedad, de modo que la capacidad es segura para fijar en comprobaciones de integración continua y materiales de lección reproducibles. Conecte el extremo a ejercicios de canal abierto, comprobadores de respuestas de concursos, herramientas de esbozo de aliviaderos o pasos de preprocesado donde prefiera errores de dominio explícitos—como rechazar una longitud característica no positiva—frente a widgets opacos de caja negra que no explican por qué se rechazó una entrada incorrecta.
Qué puede hacer con ella
Comprobaciones de deberes y laboratorio de canal abierto
Estudiantes y evaluadores confirman Fr adimensional a partir de velocidad, gravedad y calado, con rechazo claro cuando la longitud característica es nula, negativa o falta un campo.
Bocetos rápidos subcríticos y supercríticos
Ingenieros y docentes obtienen Fr estructurado más una pista suave de régimen para vertederos, aliviaderos y semejanza de casco sin montar un apilamiento CFD completo.
Preguntas frecuentes
¿Qué ocurre si la longitud característica es cero o negativa?
Una longitud no positiva haría indefinida o imaginaria sqrt(g L); el motor la rechaza y no cobra la llamada.
¿La calculadora del número de Froude es gratuita?
La herramienta del navegador se ejecuta gratis en su dispositivo.
¿Qué unidades debo usar y por qué la gravedad es una entrada?
Cualquier conjunto coherente funciona. SI es habitual: m/s, m/s² y m. La gravedad es entrada para que 9.81 terrestre, otros planetas y ensayos de g reducida compartan un solo contrato. Mezclar unidades inconsistentes sin convertir produce un número sin sentido, no un Fr adimensional verdadero.
¿Qué significa un número de Froude menor o mayor que uno?
Por debajo de uno el flujo es subcrítico, cerca de uno es crítico y por encima de uno es supercrítico. Son los términos que usan casi todos los libros de ingeniería civil al revisar vertederos, aliviaderos y resaltos hidráulicos.
¿Qué longitud debo escribir?
La que define el problema de superficie libre: el calado en un canal rectangular, la profundidad hidráulica en otras secciones prismáticas o la eslora en la flotación cuando compara cascos de barco.
Herramientas relacionadas
Para desarrolladores — acceso por API
Todo lo de esta página está disponible por programación. Esta sección es para equipos que quieren integrarlo en sus sistemas; el resto puede usar la herramienta de arriba sin más.
Endpoint de API
¿Prefiere automatizarlo? Un POST autenticado crea la tarea; el resultado llega por webhook o enlace firmado. La misma capacidad también se ejecuta aquí en la web, por email y desde Telegram — y pronto también desde nuestra app.
Llámela desde su stack
curl -X POST https://api.kit.forhosting.com/phys/froude-number \
-H "Authorization: Bearer $KIT_KEY" \
-H "Content-Type: application/json" \
-d '{"velocity":2,"gravity":9.81,"length":1}'const res = await fetch("https://api.kit.forhosting.com/phys/froude-number", {
method: "POST",
headers: {
"Authorization": `Bearer ${process.env.KIT_KEY}`,
"Content-Type": "application/json"
},
body: JSON.stringify({
"velocity": 2,
"gravity": 9.81,
"length": 1
})
});
const { task_id } = await res.json();import os, requests
res = requests.post(
"https://api.kit.forhosting.com/phys/froude-number",
headers={"Authorization": f"Bearer {os.environ['KIT_KEY']}"},
json={
"velocity": 2,
"gravity": 9.81,
"length": 1
},
)
task_id = res.json()["task_id"]<?php
$res = file_get_contents("https://api.kit.forhosting.com/phys/froude-number", false, stream_context_create([
"http" => [
"method" => "POST",
"header" => "Authorization: Bearer " . getenv("KIT_KEY") . "\r\nContent-Type: application/json",
"content" => '{"velocity":2,"gravity":9.81,"length":1}',
],
]));
$task = json_decode($res, true);body := bytes.NewBufferString(`{"velocity":2,"gravity":9.81,"length":1}`)
req, _ := http.NewRequest("POST", "https://api.kit.forhosting.com/phys/froude-number", body)
req.Header.Set("Authorization", "Bearer "+os.Getenv("KIT_KEY"))
req.Header.Set("Content-Type", "application/json")
res, _ := http.DefaultClient.Do(req)Ejemplo de solicitud
{
"velocity": 2,
"gravity": 9.81,
"length": 1
}Ejemplo de respuesta
{
"task_id": "tsk_a1b2c3d4e5f6a1b2c3d4e5f6",
"type": "phys.froude_number",
"status": "queued",
"_links": {
"result": "/tasks/tsk_…/result"
}
}La API es asíncrona: la llamada devuelve un task_id al instante y el resultado llega por webhook. El polling está limitado a 1 req/s por tarea.
Precio
Precio publicado — sin tokens ni créditos inventados. Una tarea fallida no se cobra.
Errores
| HTTP | Código | Significado |
|---|---|---|
401 | unauthorized | API key ausente o inválida. |
402 | insufficient_balance | El saldo no cubre el precio de la tarea. |
404 | unknown_type | El tipo de tarea no existe. |
429 | rate_limited | Demasiadas peticiones. Use el webhook en vez de sondear. |
Notas técnicas
Esta capacidad divide la velocidad por la raíz de gravedad por longitud, rechaza una longitud característica no positiva con un error invalid_input claro y devuelve JSON estructurado con Fr, las entradas ecoadas, fórmula, método y una pista suave de régimen.
Qué significa Fr = V/√(gL) y qué magnitudes debe enviar
Entregar velocity, gravity, length, froude_number, Fr, formula, method y regime_hint como JSON facilita pegar el resultado en notas, compararlo en pruebas automatizadas o reutilizarlo entre idiomas sin reimplementar la raíz cuadrada.
Cómo valida la entrada esta calculadora y aplica Fr = V/√(gL)
Las cadenas numéricas que se interpretan como números finitos se aceptan para que formularios y pipelines al estilo CSV pasen valores sin un cast extra. La gravedad también debe ser estrictamente positiva para que el radicando sea un real positivo; un g nulo o negativo haría colapsar la definición. La velocidad debe ser no negativa: un fluido en reposo da Fr igual a cero, resultado subcrítico válido, pero una rapidez negativa no es una velocidad característica en esta convención. No hay servicio de conversión de unidades, ni resolutor de Saint-Venant, ni tabla de resistencia de buques; es el Fr ideal de g constante a partir de tres magnitudes conocidas. Envíe un cuerpo JSON con los campos obligatorios velocity, gravity y length. Cada campo debe ser finito: campos ausentes, cadenas vacías, texto no numérico, NaN e Infinity fallan de inmediato con invalid_input antes de devolver resultado, y la validación fallida no se cobra. Se admiten alias: v, speed, flow_velocity para velocity; g, gravitational_acceleration para gravity; L, characteristic_length, depth para length. La longitud característica debe ser estrictamente positiva: una longitud nula o negativa se rechaza siempre como invalid_input porque la raíz de g por L queda indefinida o imaginaria en este modelo y el contrato del producto nombra ese fallo de forma explícita. Tras la validación, el motor calcula la raíz de gravedad por longitud, divide la velocidad por ese denominador y redondea a una precisión decimal estable para que la misma entrada produzca siempre el mismo JSON en motores JavaScript. Un regime_hint suave etiqueta bandas habituales de superficie libre—por debajo de uno como subcrítico, cerca de uno como crítico y por encima como supercrítico—solo como comodidad educativa; no es un clasificador densimétrico, de dos capas ni de rotura de oleaje, y no sustituye el criterio de ingeniería en canales compuestos o flujos estratificados. La misma función pura alimenta la herramienta gratuita en el navegador y la vía API.
Uso práctico, límites, precio y canales de entrega
Use la API cuando un script, plataforma de lecciones, pipeline de cuaderno de laboratorio o ayudante hidráulico necesite JSON estable para muchas tuplas velocidad–gravedad–longitud bajo un solo contrato. Cada petición exitosa es un ítem facturable a $0.002; la validación fallida no consume saldo. Los resultados son plenamente deterministas: las mismas tres entradas siempre dan el mismo froude_number, el mismo alias Fr y las mismas etiquetas de fórmula y método. Como la implementación es análisis puro de nivel A, cada llamada exitosa cuesta el precio base publicado de $0.002 sin tokens de modelo ni red saliente.
Casos de integración
Fixtures deterministas para ensayos hidráulicos
Los pipelines que alimentan pruebas unitarias o demos científicas interactivas pueden llamar a un oráculo puro Fr=V/√(gL) en lugar de reimplementar la aritmética de Froude en cada idioma.
Preguntas técnicas
¿Cómo calculo el número de Froude con esta herramienta?
Envíe JSON con velocity, gravity y length (por ejemplo V=2, g=9.81, L=1). La respuesta incluye froude_number (y Fr), formula Fr=V/√(gL) y un regime_hint suave.
¿Fr es lo mismo que el campo regime_hint?
No. froude_number es el valor adimensional exacto. regime_hint es solo una banda educativa de superficie libre (subcrítico / crítico / supercrítico) y no un clasificador completo de régimen.