El plano inclinado es una máquina simple que consiste en una
superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para
elevar cuerpos a cierta altura.
¿Pero llevando la investigación profundamente que seria el
plano inclinado?
EL PLANO INCLINADO
Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que
se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque a costa de aumentar
la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.
Para analizar las fuerzas existentes sobre un cuerpo situado
sobre un plano inclinado, hay que tener en cuenta la existencia de varios
orígenes en las mismas.
En primer lugar se
debe considerar la existencia de una fuerza de gravedad, también conocida como
peso, que es consecuencia de la masa (M) que posee el cuerpo apoyado en el
plano inclinado y tiene una magnitud de M.g con una dirección vertical y
representada en la figura por la letra G.
Existe además una
fuerza normal (N), también conocida como la fuerza de reacción ejercida sobre
el cuerpo por el plano como consecuencia de la tercera ley de Newton, se
encuentra en una dirección perpendicular al plano y tiene una magnitud igual a
la fuerza ejercida por el plano sobre el cuerpo. En la figura aparece
representada por N y tiene la misma magnitud que F2= M.g.cosα y sentido opuesto
a la misma.
Existe finalmente una
fuerza de rozamiento, también conocida como fuerza de fricción (FR), que
siempre se opone al sentido del movimiento del cuerpo respecto a la superficie,
su magnitud depende tanto del peso como de las características superficiales
del plano inclinado y la superficie en contacto del cuerpo que proporcionan un
coeficiente de rozamiento. Esta fuerza debe tener un valor igual a F1=M.g.senα
para que el cuerpo se mantenga en equilibrio. En el caso en que F1 fuese mayor
que la fuerza de rozamiento el cuerpo se deslizaría hacia abajo por el plano
inclinado. Por tanto para subir el cuerpo se debe realizar una fuerza con una
magnitud que iguale o supere la suma de F1 + FR.
ESQUEMA DE UN PLANO INCLINADO
En conclusión el plano inclinado es una máquina simple que
permite subir objetos realizando menos fuerza. Para calcular la tensión de la
cuerda que equilibra el plano, descomponemos las fuerzas y hacemos la sumatoria
sobre cada eje. Es recomendable girar el sistema de ejes de tal forma que uno
de ellos quede paralelo al plano. Con esto se simplifican las cuentas ya que la
sumatoria de fuerzas en X tiene el mismo ángulo que la tensión que lo
equilibra.