Física

Plano inclinado


Dadas las dos trayectorias a continuación, ¿en cuál es "más fácil" cargar el bloque?

Obviamente, en el camino inclinado, porque en el primer caso, tendremos que realizar una fuerza que sea mayor que el peso corporal. En el segundo caso, debemos hacer una fuerza que sea mayor que uno de sus componentes de peso, en este caso, el componente horizontal, que tendrá menor intensidad a medida que el ángulo formado sea más pequeño.

Por lo tanto, en nuestra vida cotidiana, utilizamos mucho el plano inclinado para facilitar ciertas tareas.

Cuando analizamos las fuerzas que actúan sobre un cuerpo en un plano inclinado, tenemos:

La fuerza de peso y la fuerza normal, en este caso, no tienen la misma dirección porque, como hemos visto, la fuerza de peso es causada por la aceleración de la gravedad, que se origina en el centro de la tierra, por lo que la fuerza de peso siempre tiene una dirección vertical. La fuerza normal, por otro lado, es la fuerza de reacción, y se originan en la superficie donde se produce el movimiento, por lo que tiene un ángulo igual al plano de movimiento.

Para poder realizar este cálculo debemos establecer algunas relaciones:

  • Podemos definir el plano cartesiano con una inclinación igual al plano inclinado, es decir, con el eje x formando un ángulo igual al del plano, y el eje y, perpendicular al eje x;
  • La fuerza normal será igual a la fuerza de descomposición Peso en el eje y;
  • El peso de descomposición de la fuerza en el eje x será responsable del desplazamiento del bloque;
  • El ángulo formado entre la fuerza Peso y su descomposición en el eje y será igual al ángulo formado entre el plano y la horizontal;
  • Si hay fuerza de fricción, se opondrá al movimiento, en cuyo caso apuntará hacia arriba.

Sabiendo esto, podemos dividir la fuerza resultante en cada dirección:

En y:

Como el bloque no se mueve hacia abajo o hacia arriba, este resultado es nulo, por lo tanto:

pero

entonces:

En x:

pero

entonces:

Ejemplo:

Se deja una masa corporal de 12 kg en un plano inclinado que forma 30 ° con la horizontal. El coeficiente dinámico de fricción entre el bloque y el plano es 0.2. ¿Cuál es la aceleración del bloque?

En y:

En x:



Video: FISICA Plano inclinado con rozamiento 01 BACHILLERATO dinamica (Junio 2021).