Plano inclinado

Plano inclinado
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Plano inclinado y fuerzas que actúan sobre el sólido.
El plano inclinado es una superficie plana que forma un ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura.
Tiene la ventaja de necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente, aunque acosta de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento.
Las leyes que rigen el comportamiento de los cuerpos en un plano inclinado fueron enunciadas por primera vez por el matemático neerlandés Simon Stevin, en la segunda mitad del siglo XVI.
Ejemplo
Imaginemos que queremos arrastrar el peso G desde una altura 1 hasta una altura 2; siendo las posiciones 1 y 2 a las que nosreferimos, las del centro de gravedad del bloque representado en la figura.
El peso del bloque, que es una magnitud vectorial (vertical y hacia abajo), puede descomponerse en dos componentes, F1 y F2, paralelo y perpendicular al plano inclinado respectivamente, siendo:
F1 = G sen(α)
F2 = G cos(α)
Además, la superficie del plano inclinado genera una fuerza de rozamiento FR que también deberemosvencer para poder desplazarlo. Esta fuerza es:
FR = μ F2 = μ G cos(α), siendo μ el coeficiente de rozamiento.
Analizando la figura, es evidente que para conseguir desplazar el bloque, la fuerza (F) que deberemos aplicar, será:
F = F1 + FR = G sen(α) + μ G cos(α) = G [sen(α) + μ cos(α)]
Si en vez del utilizar el plano inclinado, tratáramos de levantar el bloque verticalmente, la fuerza (G) quetendríamos que aplicar sería la del peso del bloque debido a la fuerza de la gravedad, es decir: G = P.
Plano inclinado
El plano inclinado es una máquina simple que permite subir objetos realizando menos fuerza. Para calcular la tensión de la cuerda que equilibra el plano, descomponemos las fuerzas y hacemos la sumatoria sobre cada eje. Es recomendable girar el sistema de ejes de tal forma que unode 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.

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

Descomponemos el peso en X e Y

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

Sobre el eje X, si queremos equilibrar el sistema:

La fuerza equilibra al plano es:

Tornillo

El tornillo es un plano inclinado, pero enrollado sobre un cilindro. Cuando se aplica presión y se enrosca, se multiplica la fuerza aplicada. Cada filete de la rosca hace de cuña, introduciéndose en el material con poco esfuerzo.
Hay muchas herramientasque utilizan tornillos. Por ejemplo, el tornillo de banco, los gatos o las mordazas. Además, el tornillo es un elemento de unión que facilita el desmontaje de las piezas unidas
Máquina simple
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Una máquina simple es un artefacto mecánico que transforma una fuerza aplicada en otra resultante, modificando la magnitud de lafuerza, su dirección, la longitud de desplazamiento o una combinación de ellas.
En una máquina simple se cumple la ley de la conservación de la energía: «la energía ni se crea ni se destruye; solamente se transforma». La fuerza aplicada, multiplicada por la distancia aplicada (trabajo aplicado), será igual a la fuerza resultante multiplicada por la distancia resultante (trabajo resultante). Una máquinasimple ni crea ni destruye trabajo mecánico, sólo transforma algunas de sus características.
Máquinas simples son la palanca, las poleas, el plano inclinado, etc.
No se debe confundir una máquina simple con elementos de máquinas, mecanismos o sistema de control o regulación de otra fuente de energía.
Enumeración de máquinas simples

Se cumple que D1 x F1 = D2 x F2
* Rueda
*...