Plano inclinado
La composición de fuerzas en un plano inclinado: el peso de un carro se descompone en una componente paralela a la pendiente y otra perpendicular a ella a medida que cambia el ángulo.
Lo que aprenden los alumnos
- Comprueba la composición de las fuerzas
La base científica de este experimento
Imaginemos una caja llena de libros que podemos tirar desde un lado. Si alguien quiere echarnos una mano, puede, por ejemplo, empujarla desde el lado contrario. En este caso, la caja se moverá rápidamente, ya que las dos fuerzas tienen la misma dirección.
Por el contrario, si alguien tira de ella por el lado opuesto, con la misma fuerza, la caja no se moverá. Las dos fuerzas tienen direcciones opuestas, por lo que, si ahora queremos mover la caja, debemos aplicar una fuerza mayor que la otra.
Según el álgebra vectorial, la suma de dos fuerzas aplicadas en un mismo punto puede obtenerse geométricamente mediante la «ley del paralelogramo».
Consideremos dos vectores a y b; trazémoslos partiendo del mismo punto de origen. A continuación, trazamos un paralelogramo cuyos lados sean los propios vectores; ahora consideremos las dos diagonales del paralelogramo.
Cuando se coloca un cuerpo sobre un plano inclinado, la fuerza del peso que actúa sobre él puede descomponerse en dos componentes: una es paralela al plano y la segunda, perpendicular al plano —indicada como n—, es igual y opuesta a la reacción del plano.
Si modificamos la pendiente del plano, estas dos componentes variarán tal y como indican las siguientes fórmulas.
Equipo utilizado
- Polea para plano inclinado — MEC-023
- Balanza de resorte tubular (plástico) 2,5 N — MEC-015
- Plano inclinado, con 3 terminales de vía diferentes — MEC-053
- Varilla de soporte, longitud 500 mm. — MEC-051
- Carrito para plano inclinado — MEC-039
- Cabeza de mando de PVC, 20 x 20 x 60 mm, con pomos azules. — MEC-048
- Cordón inelástico de poliéster, diámetro 0,8, longitud 10 m — MEC-030
- Gancho para carrito — MEC-038
- Varilla con clip — MEC-033
- Varilla de 10 de diámetro x 127 de longitud con anzuelo — MEC-034
- Anilla de suspensión, para varillas de hasta 10 mm de diámetro — MEC-049
- Varilla de soporte, longitud 350 mm. — MEC-050
Preguntas para los alumnos
- ¿Cómo estimarías experimentalmente el coeficiente de fricción estática debido al material específico con el que está recubierto nuestro bloque de fricción?
- ¿Qué componente de la fuerza de peso da lugar a la fricción estática?
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Este experimento forma parte de ATP Volta, un laboratorio científico móvil autónomo que convierte un aula normal en un laboratorio STEM en pleno funcionamiento, con más de 200 experimentos de física, química, biología, robótica e ingeniería. « Gali », el tutor de IA integrado en ATP Connect, guía a los alumnos en cada paso y responde a sus preguntas en la mesa de trabajo.
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