Plano Inclinado

Planteamiento del problema
¿De qué manera se relaciona la ventaja mecánica de un plano inclinado con el ángulo de elevación de éste?
Máquinas simples
Cuando la máquina es sencilla y realiza su trabajo en un solo paso nos encontramos ante una máquina simple. Muchas de estas máquinas son conocidas desde la prehistoria o la antigüedad y han ido evolucionando incansablemente (en cuanto a forma ymateriales) hasta nuestros días.
Algunas inventos que cumplen las condiciones anteriores son: cuchillo, pinzas, rampa, cuña, polea simple, rodillo, rueda, manivela, torno, hacha, barra de uña, balancín, tijeras, alicates, llave fija...
Las máquinas simples se pueden clasificar en tres grandes grupos que se corresponden con el principal operador del que derivan: palanca, plano inclinado y rueda.Son dos las fuerzas importantes en cualquier máquina simple: el esfuerzo y la carga. El esfuerzo (llamado a veces potencia) es la fuerza que se aplica a la máquina y la carga (llamada a veces resistencia) es la fuerza que la máquina supera al realizar trabajo útil. Así, por ejemplo, cuando se usa un cascanueces, el esfuerzo lo proporciona nuestra mano al apretar las tenazas, y la cargacorresponde a la fuerza elástica de la nuez que se parte.
Debe aclararse que la magnitud por lo general del esfuerzo y el de la carga no son iguales. De hecho la mayoría de las máquinas simples se utilizan en situaciones donde la carga es mayor que el esfuerzo.
La capacidad de una máquina para mover una carga se describe por medio de su ventaja mecánica (VM):


Los tipos de máquinas simples son:Palancas
Una palanca consiste simplemente en una barra rígida que gira en torno a algún punto a lo largo de la misma. El punto de pivote se conoce con el nombre de fulcro o punto de apoyo y no es en éste donde se aplica el esfuerzo y la carga. Son posibles 3 configuraciones distintas que se denominan palancas de primer, segundo y tercer género.
Poleas
Una polea es una rueda, generalmente maciza yacanalada en su borde, que, con el concurso de una cuerda o cable que se hace pasar por el canal, se usa como elemento de transmisión en máquinas y mecanismos para cambiar la dirección del movimiento o su velocidad y formando conjuntos (denominados aparejos o polipastos) para además reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.
Rueda y eje
Cuando una rueda gira libremente sobreun cojinete, funciona como una polea, situación radicalmente distinta a la de una rueda conectada rígidamente a un eje de manera que los dos giren juntos. La rueda y el eje pueden utilizarse para generar una gran ventaja mecánica (por ejemplo un destornillador o el volante de dirección de un automóvil) o, en sentido opuesto, para producir una gran ventaja de velocidad (por ejemplo, el juego de larueda dentada y pedales de una bicicleta).
Engranajes
Del mismo modo que la banda de transmisión, también los engranajes consisten básicamente de ruedas y ejes. El diente del engranaje transmite una fuerza motriz o impulsora de un engranaje a otro. Cuando un engranaje pequeño impulsa a otro más grande, disminuye la frecuencia y aumenta el momento de torsión. En el caso de que un engranaje grandeimpulse a otro más pequeño, la frecuencia se incrementa pero el momento de torsión se reduce. Debe apreciarse que los engranajes entrelazados giran en sentidos opuestos.
Plano inclinado
El plano inclinado es un operador formado por una superficie plana que forma un ángulo oblicuo con la horizontal.
Las rampas que forman montañas y colinas son planos inclinados, también pueden considerarsederivados de ellas los dientes y las rocas afiladas, por tanto este operador también se encuentra presente en la naturaleza.
De este operador derivan máquinas de gran utilidad práctica como: broca, cuña, hacha, sierra, cuchillo, rampa, escalera, tornillo-tuerca, tirafondos...
Empujando un objeto sobre una superficie inclinada hacia arriba, uno puede mover el objeto hasta una altura h con una fuerza...