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Ejercicios de descomposición de fuerzas en un plano inclinado, Ejercicios de Física

...o por qué hacemos menos fuerza al subir por una rampa

Tipo: Ejercicios

2018/2019

Subido el 14/10/2019

corazonespinado
corazonespinado 🇦🇷

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MINISTERIO DE EDUCACIÓN
Temas y Actividades
Física
Servicio de Educación a Distancia 1
Descomposición de fuerzas en un plano
inclinado (o por qué hacemos menos fuerza al
subir por una rampa)
El plano inclinado es una máquina
simple que permite subir objetos
realizando menos fuerza.
Ejemplo de esto lo encontramos en las
rampas para autos, en las rampas de
acceso a supermercados, etc.
Pensá, ¿en qué otros lugares
encontramos el plano inclinado?
Pero si queremos calcular la fuerza (tensión) por ejemplo en una cuerda para
que quede en equilibrio en el plano
inclinado, debemos:
Descomponer las fuerzas en un sistema de ejes
y hacer 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.
Física
4° año secundario
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Física

Descomposición de fuerzas en un plano

inclinado (o por qué hacemos menos fuerza al

subir por una rampa)

El plano inclinado es una máquina simple que permite subir objetos realizando menos fuerza. Ejemplo de esto lo encontramos en las rampas para autos, en las rampas de acceso a supermercados, etc. Pensá, ¿en qué otros lugares encontramos el plano inclinado?

Pero si queremos calcular la fuerza (tensión) por ejemplo en una cuerda para que quede en equilibrio en el plano inclinado, debemos:

 Descomponer las fuerzas en un sistema de ejes y hacer 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.

Física

4° año secundario

Física

Para resolverlo dibujamos los ejes y las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo. Tenemos el peso, la normal (fuerza perpendicular al plano), y la tensión de la cuerda. En este caso no consideramos el rozamiento.

Descomponemos el peso en X e Y:

Sobre el eje Y sabemos que no hay desplazamiento, por lo tanto:

Sobre el eje X, si queremos equilibrar el sistema:

La fuerza que equilibra al plano es:

Veamos un ejemplo:

Un cliente de un supermercado lleva su carrito de 10 Kgf hacia arriba como muestra la figura. Si el ángulo de la pendiente es θ = 5° y lleva 30Kgf de mercadería.

¿Qué fuerza mínima deberá hacer el cliente para mantener el carrito cargado sobre la rampa?

Primeramente realizamos el esquema correspondiente. En él observamos que sólo deberemos averiguar la componente en x, es decir Px.

Px = P sen θ , Px = (10Kgf + 30Kgf) sen5°

Px = 40Kgf. 0,087 = 3,48 Kgf