Un bloque que se desplaza sobre una superficie horizontal con una rapidez
constante de 12 inicia el ascenso de un plano inclinado. Despreciando los
efectos del roce y considerando la magnitud de la aceleración de gravedad igual
a 10 ¿cuál es la altura máxima que alcanza el bloque al subir por el plano
inclinado con respecto a la superficie horizontal?
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
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.1
Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor a la empleada para levantar dicho cuerpo verticalmente (logrado gracias a la descomposición de fuerzas), aunque se deba aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.
Las leyes que rigen el comportamiento de los cuerpos en un plano inclinado fueron enunciadas por primera vez por el matemático Simon Stevin, en la segunda mitad del siglo XVI.2
Para analizar las fuerzas existentes sobre un cuerpo situado sobre un plano inclinado, hay que tener en cuenta la existencia de varios orígenes en ellas.
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 vertical3 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 plano3 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.cos α 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,4 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.sen α, 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.
Referencias
Tipler, Paul Allen (1991). Física preuniversitaria. Reverte. ISBN 9788429143751. Consultado el 20 de febrero de 2018.
Ignacio, Ramírez Vargas; Manuel, Palacios Pineda, Luis; E, Rodríguez C. , Mario. Estática para ingeniería. Grupo Editorial Patria. ISBN 9786077442691. Consultado el 20 de febrero de 2018.
Fisica Volumen i. Pearson Educación. 2006. ISBN 9789702607762. Consultado el 20 de febrero de 2018.
Tipler, Paul Allen; Mosca, Gene (2005). Física para la ciencia y la tecnología. Reverte. ISBN 9788429144116. Consultado el 20 de febrero de 2018.
Enlaces externos
Explicación:
Respuesta:
7,2 metros
Explicación:
Debes recordar que la energía mecánica EM de un cuerpo es la suma de la energía
cinética EC y la energía potencial que, en este contexto, es la energía potencial
gravitatoria EP.
