PLANO INCLINADO Final

PLANO INCLINADO
Objetivos.-
Estática:
Demostrar el comportamiento de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo, para alcanzar el equilibrio en diferentes casos.
Comprobar la Primera Ley de Newton.
Aplicación del plano inclinado como maquina simple.
Cinemática:
Comprobar experimentalmente la veracidad de las relaciones que se emplean en el estudio de la cinemática de loscuerpos. (comprobar las ecuaciones de cinemática)
Dinámica:
Analizar las relaciones entre el movimiento de los cuerpos y las causas que lo producen, en particular la relación entre la fuerza que actúa sobre el cuerpo y la aceleración producida.
Comprobar experimentalmente la segunda ley de Newton
Energía:
Comprobar experimentalmente el principio de la conservación de la energíamecánica

Materiales.-
1 varilla de aluminio
1 listón de aluminio
1 romanilla
1 polea de fricción despreciable
1 transportador
1 bisagra
1 móvil
1 juego de pesas
4 taquitos de madera
1 cuerda de masa y fricción despreciable
Descripción.-
Experimento 01 (Estática): Vamos a empezar el estudio del plano inclinado y la descomposición vectorial, analizando que sucede con un cuerpo queestá colocado sobre un plano inclinado que forma un ángulo de ø con respecto a su base, la masa del cuerpo empleado en el análisis es igual a m. Si hacemos un diagrama de fuerzas sobre este cuerpo asumiendo una fricción igual a cero, podemos observar que hay dos fuerzas que actúan sobre el, una es la normal que es la fuerza ejercida por la superficie sobre el cuerpo y tambiéntenemos la fuerza de la gravedad que apunta hacia abajo directamente como se indica en el esquema 01:
N

FG


A continuación vamos a descomponer la fuerza gravitacional en sus componentes vectoriales una de ellas se opone a la fuerza normal y es perpendicular a la superficie del plano inclinado y la otra es paralela a dicha superficiey es la responsable de la aceleración, como se indica en el esquema 02:

N

FG Fy


Asumimos que la magnitud de la fuerza normal es igual a la magnitud de la fuerza perpendicular porquenotamos que no hay ninguna aceleración respecto a la superficie en el sentido perpendicular a esta, teniendo una situación de equilibrio y en este caso podemos comprobar la primera ley de Newton: “Todo cuerpo mantendrá su estado de reposo o M.R.U., si es que no hay una fuerza externa resultante que actúe sobre él y logre sacarlo de dicho estado”. Entonces las magnitudes de lascomponentes de la fuerza gravitatoria quedan representadas por las siguientes expresiones:
Fx = mg.sen(ø)
Fy = mg.cos(ø)
Fy = N
Hasta este momento nos hemos limitado al desarrollo teórico de la experiencia, ahora vamos a indicar el procedimiento experimental que nos lleva a comprobar la teoría con la práctica. Se elige un ángulo de 30° de la superficie del plano inclinado con respecto asu base y se coloca un cuerpo de 115 gr sobre la superficie suspendido por una cuerda unida a una romana, a continuación se hace la descomposición vectorial y el análisis de las fuerzas que intervienen en este fenómeno, obteniéndose así los valores de cada una de las fuerzas existentes, luego relacionamos las magnitudes obtenidas para obtener el valor del seno del ángulo que formala superficie del plano inclinado con respecto a su base que está representado por: ø , el valor que se obtuvo para el sen(ø) fue de 0.5652173913 ≈ 0.5 , valor que corresponde al sen(30°), que es el ángulo que se indico inicialmente, con esto comprobamos la veracidad de nuestros conceptos y la precisión de nuestros cálculos. Lo mencionado se indica a continuación:



N...