superficie inclinada
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Integrantes:
- Andrés Rodríguez
- Camila Reimpell
- Nicolás Novikow
Interacción Física
La interacción es una acción recíproca
entre dos o más objetos, sustancias,
personas o agentes. Según su
aplicación en el campo de la física, el
término puede ser usado como
sinónimo de fuerza. Una de las cuatro
interacciones fundamentales entre
partículas, presente específicamente
en situaciones de movimiento sobre
superficies inclinadas con o sin roce en
sistemas formados por una o varias
masas, es la interacción gravitatoria.
Esta interacción origina la aceleración
que experimenta un cuerpo físico en
las cercanías de un objeto
astronómico.
Interacción Física
Ejemplo: Una piñata sostenida por unacuerda y una polea, al encontrase ésta enel plante Tierra, es afectada por la fuerzade gravedad. Dado el caso de que sesoltase la cuerda, la piñata caería al suelocomo consecuencia de la interaccióngravitatoria.
Aplicación: Este conocimiento seaplica en el estudio de balística para elcálculo de la trayectoria de un proyectillanzado, que además se encuentraatraído por la interacción gravitatoria.
Segunda Ley de Newton:
Es decir, la fuerza neta de cualquier objeto está relacionadadirectamente con la aceleración que éste va a tomar, si la fuerzadisminuye la aceleración también disminuirá; y si la fuerzaaumenta la aceleración también lo hará. En contraste, la relaciónmasa-aceleración es inversa, si la masa aumenta, la aceleracióndisminuirá; si la masa disminuye la aceleración aumentara.
De esta forma podemos relacionar la fuerza y la masa de un objeto con el siguiente enunciado:
Segunda Ley de Newton
Ejemplo: Si se empuja una pelota de 4
Kilos con una fuerza de 7 Newton la
pelota adquirirá cierta aceleración. Pero si
se empuja una pelota de 8 Kilos y se
emplea la misma fuerza, la aceleración
que adquirirá será menor a la anterior.
Aplicación: Este conocimiento se utiliza contantemente para la
construcción de máquinas como por ejemplo carros, camiones,
aviones, entre otros. A través de esta teoría se calcula cuál es la
fuerza necesaria que debe producir y ejercer el motor para mover
la masa de la máquina y obtener la aceleración deseada.
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Descomposición de Fuerzas
La descomposición de una fuerza en sus componentes sepuede hacer sobre cualquier dirección. Sin embargo, lo másfrecuente es descomponer una fuerza en direccionesperpendiculares (horizontal y vertical, ejes coordenados).
Para ello, la fuerza dada se coloca en el origen de un ejede coordenadas y desde el extremo (flecha) de la fuerza se trazanlíneas perpendiculares a los ejes. Las distancias desde el origenhasta esas perpendiculares nos dan la medida de lascomponentes horizontal y vertical de la fuerza dada.
Descomposición de Fuerzas
Ejemplo y aplicación: En un problema de plano inclinado
en el que a un objeto se le está aplicando una fuerza
paralela al plano, la fuerza gravitacional es perpendicular al
suelo; por lo que si se coloca el sistema de referencia en
función del plano, sería necesario descomponer la fuerza del
peso para poder gráfica y analíticamente resolver y calcular
cualquier incógnita deseada en el problema.
Video
Sistema
de
superficie
inclinada
con fuerza
aplicada:
Video
Sistema
de
superficie
inclinada
sin fuerza
aplicada:
Planteamiento del problema de plano inclinado:
Guía #5; Problema 11.:
Un objeto se suelta desde la parte superior de un plano inclinado sin roce que
forma 32º con la horizontal. Se suelta por el mismo plano inclinado con roce y se
observa que tarda el doble de tiempo en llagar abajo. Halle el coeficiente de roce.
3
2
º
x
y +
+
-
-P
Representación
Gráfica:
D.C.L. sin Roce: D.C.L. con Roce:
3
2
ºP
y
N
P
x
P
x
y +
+
-
-
3
2
ºP
y
N
P
x
P
F
r
Resolución de problema de plano inclinado:
- Planteamos las ecuaciones de Fuerzas resultantes de ambos D.C.L.
- Despejamos el valor de la normal y las dos aceleraciones.
- Igualamos las ecuaciones de distancia en función del tiempo de ambos movimientos, sustituyendo las aceleraciones por los valores antes obtenidos.
- De esta nueva ecuación despejamos el coeficiente de roce.
Conclusiones
• En problemas de situaciones de plano inclinado, siempre actúa la fuerza o interacción gravitatoria, por lo tanto debe ser tomada en cuenta para la resolución.
• La fuerza aplicada es directamente proporcional a la aceleración. La aceleración es inversamente proporcional a la masa del objeto. Esta ley se cumple en todos los casos, incluyendo situaciones de plano inclinado.
• Para la resolución gráfica y analítica es necesario tomar en cuenta el sistema de referencia que se está utilizando y si es necesario descomponer alguna fuerza. En el caso del plano inclinado es necesario descomponer la fuerza del peso.
Bibliografía
http://es.wikipedia.org/wiki/Interacci%C3%B3n
https://espanol.answers.yahoo.com/question/index?qid=20120213141704AAjs4Es
http://es.wikipedia.org/wiki/Objeto_astron%C3%B3mico
http://es.wikipedia.org/wiki/Interacci%C3%B3n_gravitatoria#Efectos_gravitatorios
http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton#Segunda_ley_de_Newton_o_ley_de_fuerza
https://sites.google.com/site/timesolar/fuerza/segundaleydenewton
https://www.youtube.com/watch?v=NZGRuzDlHBg#t=95
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Fuerzas_descomposicion.html