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Lecciones de física
Curso: Lecciones de física > Unidad 3
Lección 5: La fricción y los planos inclinados- Las componentes de la fuerza en un plano inclinado
- Hielo que se acelera en un plano inclinado
- La fuerza de fricción que mantiene al bloque estacionario
- Corrección a la fuerza de fricción que mantiene al bloque estacionario
- La fuerza de fricción al mantener la velocidad constante
- Ideas intuitivas en la comparación de la fricción estática y cinética
- La fricción estatica y cinética. Ejemplo
- ¿Qué es la fricción?
- ¿Qué son los planos inclinados?
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¿Qué son los planos inclinados?
Por lo general, las superficies no son perfectamente horizontales. ¡Aprende como lidiar con pendientes!
¿Qué son los planos inclinados?
Las resbaladillas de los parques, los caminos empinados y las rampas de los camiones de carga son todos ejemplos de planos inclinados. Las pendientes o los planos inclinados son superficies diagonales sobre las cuales los objetos pueden estar en reposo, deslizarse o rodar hacia arriba o hacia abajo.
Los planos inclinados son útiles ya que pueden reducir la cantidad de fuerza requerida para mover un objeto verticalmente. Son considerados una de las seis máquinas clásicas simples.
¿Cómo usamos la segunda ley de Newton para lidiar con los planos inclinados?
En la mayoría de los casos, resolvemos problemas que involucran fuerzas al usar la segunda ley de Newton para las direcciones vertical y horizontal. Pero para los planos inclinados, típicamente estamos preocupados con el movimiento paralelo a la superficie del plano inclinado, así que a menudo es más útil resolver la segunda ley de Newton para las direcciones paralela y perpendicular a la superficie inclinada.
Esto significa que típicamente estaremos usando la segunda ley de Newton para las direcciones perpendicular y paralela a la superficie del plano inclinado.
Ya que la masa a menudo se desliza paralelamente a la superficie del plano inclinado y no se mueve perpendicularmente a esta, podemos casi siempre suponer que .
¿Cómo encontramos las componentes y de la fuerza de gravedad?
Dado que estaremos usando la segunda ley de Newton para las direcciones perpendicular y paralela a la superficie del plano inclinado, vamos a necesitar las componentes de la fuerza de gravedad en estas direcciones.
Las componentes de la fuerza de gravedad se muestran en el siguiente diagrama. Ten cuidado, la gente frecuentemente se confunde al determinar si debe usar el o el para una componente dada.
¿Cuál es la fuerza normal para un objeto sobre un plano inclinado?
La fuerza normal siempre es perpendicular a la superficie que ejerce la fuerza. Así que un plano inclinado ejercerá una fuerza normal perpendicular a su superficie.
Para que no haya aceleración perpendicular a la superficie del plano inclinado, las fuerzas deben estar balanceadas en esta dirección. Si miramos el diagrama de fuerzas mostrado a continuación, vemos que para asegurar que la fuerza neta en la dirección perpendicular sea igual a cero, la fuerza normal debe ser igual a la componente perpendicular de la fuerza de gravedad.
En otras palabras, para un objeto que se encuentra ya sea en reposo o deslizándose sobre un plano inclinado,
¿Cómo se ven algunos ejemplos resueltos que involucran planos inclinados?
Ejemplo 1: un trineo deslizándose en la nieve
Un niño se desliza sobre un trineo a través de una colina nevada. El ángulo que hace la colina con respecto a la horizontal es de y el coeficiente de fricción dinámica entre el trineo y la colina es . La masa combinada del niño y el trineo es de .
¿Cuál es la aceleración del trineo cuesta abajo?
Empezaremos por dibujar el diagrama de fuerzas.
Podemos usar la segunda ley de Newton en la dirección paralela al plano inclinado para obtener,
Ejemplo 2: una cochera empinada
Una persona está construyendo una casa y quiere saber qué tan empinada puede hacer su cochera de tal forma que, cuando se estacione, su automóvil no resbale. Sabe que el coeficiente de fricción estática entre las llantas y el concreto es de .
¿Cuál es el ángulo máximo, medido desde la horizontal, con el que la persona puede hacer su cochera sin que su automóvil estacionado resbale?
Empezaremos por usar la segunda ley de Newton para la dirección paralela.
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- Podrían hacerlo en español(8 votos)
- plano inclinado es igual a pendiente inclinada? ya que muchas veces eso confunde el planteamiento del problema(4 votos)
- "La fuerza de fricción estática se hará más y más grande conforme incrementes la pendiente de la cochera." porque?(1 voto)
- porque mientras más sea la pendiente de la cochera más fuerza hará la gravedad, por lo tanto, más fricción habrá entre las ruedas del auto y la cochera(1 voto)
- Uma questão que é a força de atrito que é exercida no plano inclinado(0 votos)
- Plano inclinado de 1er grado existe ?(0 votos)
- No estoy muy seguro, pero tiene pinta de ser algo relacionado con las formas de los triángulos.(0 votos)