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Plano inclinado      
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Para el profesor      
     
Conceptos          

El profesor en el aula, con el proyector de vídeo, puede utilizar éste applet para reforzar algunos de los conceptos sobre la dinàmica. De forma orientativa...

  • Descomposición del peso en dos componentes (Px, dirección del movimiento y Py, normal al movimiento). Variando el ángulo del plano inclinado puede verse como varían las dos componentes y que si el ángulo es superior a 45º entonces Px > Py y viceversa.
  • Descomposición de la fuerza externa también en la dirección del movimiento (x) y su perpendicular (y).
  • Fuerza normal como fuerza que hace el suelo sobre el objeto. Esta fuerza varía según la inclinación del plano: cuanto mayor es la inclinación más pequeña es la fuerza normal. Es preciso comentar el error típico: la fuerza normal no es igual que Py !!! Estas dos fuerzas sólo serán iguales si son las únicas en dirección perpendicular, por tanto es importante trabajar con situaciones donde la fuerza externa tenga una componente normal al movimiento.
  • Fricción estática actúa cuando el objeto está quieto y puede variar entre el valor mínimo de 0 y un valor máximo Femàx = µe·N. La fricción estática no tiene el valor de este valor máximo, en el applet lo podemos visualizar porque cuando el objeto está en equilibrio estático (no baja) aparecen los dos valores en la barra de resultados. El valor Femàx tiene siempre el mismo valor, incluso cuando el objeto se mueve aunque en este momento tenga fricción dinámica.
  • Fricción dinámica siempre actúa cuando el objeto está en movimiento (subiendo o bajando) y es contraria al sentido de la velocidad (no de la aceleración). Su valor siempre es inferior a la Femàx.
  • Objeto en equilibrio significa que la suma de las componentes x de las fuerzas es cero. En nuestro caso significa que Px + Fx + Fe = 0 (recordando que Fe <=Femàx). Podemos visualizarlo en el applet cuando el objeto llega al punto más alto de la trayectoria y no baja debido a la fricción (ver la figura de la derecha y los valores inferiores como ejemplo).
     
Procedimientos  
 

También podemos utilizar el applet para trabajar procedimientos y/o comprobar los resultados obtenidos en la resolución numérica de ejercicios...

  • Cálculos de las componentes del peso, de las componentes de la fuerza externa, de la fuerza normal, de las fuerzas de rozamiento dinámica, estática y estática máxima.
  • Bajará o no un objeto por un plano inclinado con unos ciertos coeficientes de rozamiento?
  • Cálculo de la aceleración con que baja un objeto.
  • Aceleraciones de subida y de bajada de un objeto por un plano inclinado.
  • Cálculo de la altura máxima a la que llega un objeto que lanzamos hacia arriba por un plano inclinado.
  • Lanzamos un objeto hacia abajo por un plano inclinado, con qué velocidad llega al punto más bajo del plano?
  • Cálculos del movimiento de un objeto sometiod a fricción y a una fuerza externa (en dirección del movimiento o no).
 
 
Gráficas  

Podemos proponer a los alumnos la representación esquemática de todos los vectores, de forma cualitativa pero con coherencia según el ángulo del plano inclinado y la situación del objeto (subiendo, bajando o en equilibrio)

  • Peso y sus componentes.
  • Fuerza externa y sus componentes.
  • Normal.
  • Fuerza de rozamiento.
  • Velocidad y aceleración.