PLANO INCLINADO

Plano que forma un cierto ángulo con otro plano horizontal; este dispositivo modifica las fuerzas y se puede considerar como una máquina. También se conoce con el nombre de rampa o pendiente.
Una de las formas más sencillas de hacer subir un objeto, por ejemplo un bloque, es arrastrarlo por un plano inclinado. La fuerza que se necesita para arrastrar el bloque a lo largo de un plano inclinado perfectamente liso, es decir, en el que no actúan fuerzas de rozamiento, es menor que el peso del bloque. Por eso se dice que el plano inclinado ofrece una ventaja mecánica, pues aumenta el efecto de la fuerza que se aplica. Sin embargo, el bloque debe ser arrastrado a lo largo de una distancia mayor para conseguir la misma elevación, ya que la fuerza que es necesario ejercer para ascender el bloque por el plano inclinado es tanto menor cuanto mayor es la longitud del mismo.
El plano inclinado aparece de muchas formas, una de ellas es en forma de cuña. Con una cuña se puede elevar lentamente un objeto o rajar un tronco de madera ya que crea una fuerza mayor en ángulo recto que la fuerza que se aplica cada vez que se golpea la cuña. Un hacha es una cuña afilada sujeta a un mango; la cabeza del hacha utiliza una pequeña fuerza, el golpe del hacha, para producir una fuerza mayor que corta cuando el filo del hacha penetra separando la madera, u otro material, en dos superficies.
Por ejemplo:Un tornillo es un plano inclinado arrollado alrededor de un cilindro o cono central.
NOTA:Para resolver un problema de plano inclinado, es necesario dibujar los ejes y las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo. En este caso no se considera el rozamiento.

CAÍDA LIBRE

Movimiento, determinado exclusivamente por fuerzas gravitatorias, que adquieren los cuerpos al caer, partiendo del reposo, hacia la superficie de la Tierra y sin estar impedidos por un medio que pudiera producir una fuerza de fricción o de empuje. Algunos ejemplos son el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra o la caída de un objeto a la superficie terrestre.
En el vacío todos los cuerpos, con independencia de su forma o de su masa, caen con idéntica aceleración en un lugar determinado, próximo a la superficie terrestre. El movimiento de caída libre es un movimiento uniformemente acelerado, es decir, la aceleración instantánea es la misma en todos los puntos del recorrido y coincide con la aceleración media, y esta aceleración es la aceleración de la gravedad

g = 9.81 m/s^2.

Como la velocidad inicial en el movimiento de caída libre es nula, las ecuaciones de la velocidad y el espacio recorrido en función del tiempo se pueden escribir así:

v = g·t

y = ½·g·t^2

Xf=X1+Vit-½gt^2

Vf=Vi-gt

Vf^2-Vi^2=-2gd

Galileo fue el primero en demostrar experimentalmente que, si se desprecia la resistencia que ofrece el aire, todos los cuerpos caen hacia la Tierra con la misma aceleración.

"EJERCICIO"

ACELERACIÓN

Aceleración, es conocida también como aceleración lineal, y es la variación de la velocidad de un objeto por unidad de tiempo. La velocidad se define como vector, es decir, tiene una magnitud, dirección y sentido. De ello se deduce que un objeto se acelera si cambia su celeridad (la magnitud de la velocidad), su dirección de movimiento, o ambas cosas. Si se suelta un objeto y se deja caer libremente, resulta acelerado hacia abajo. Si se ata un objeto a una cuerda y se le hace girar en círculo por encima de la cabeza con celeridad constante, el objeto también experimenta una aceleración uniforme; en este caso, la aceleración tiene la misma dirección que la cuerda y está dirigida hacia la mano de la persona.
Cuando la celeridad de un objeto disminuye, se dice que decelera. La deceleración es una aceleración negativa.
Un objeto sólo se acelera si se le aplica una fuerza. Según la segunda ley del movimiento de Newton, el cambio de velocidad es directamente proporcional a la fuerza aplicada.Un cuerpo que cae se acelera debido a la fuerza de la gravedad.
La aceleración angular es diferente de la aceleración lineal. La velocidad angular de un cuerpo que gira es la variación del ángulo descrito en su rotación en torno a un eje determinado por unidad de tiempo. Una aceleración angular es un cambio de la velocidad angular, es decir, un cambio en la tasa de rotación o en la dirección del eje.

"FÓRMULA"

"EJERCICIOS"

VECTORES

Es una flecha que une el origen de un punto con un sistema carteciano.representar una magnitud física el cual necesita de un módulo y una dirección (u orientación) para quedar definido. Se representa como un segmento orientado, con una dirección, dibujado de forma similar a una "flecha". Su longitud representa el modulo del vector y la "punta de flecha" indica su dirección.

"SUMA DE VECTORES"

Para sumar dos vectores libres (vector y vector) se escogen como representantes dos vectores tales que el extremo final de uno coincida con el extremo origen del otro vector.

"MÉTODO DEL PARALELOGRAMO"

Consiste en disponer gráficamente los dos vectores de manera que los orígenes de ambos coincidan en un punto, completando un paralelogramo trazando rectas paralelas a cada uno de los vectores, en el extremo del otro . El resultado de la suma es la diagonal del paralelogramo que parte del origen común de ambos vectores.

"FÓRMULA ALGEBRAICA"

a=(ax,ay)

b=(bx,by)

a+b=(ax+bx,ay+by)

"RESTA DE VECTORES"

La suma y resta de vectores se realiza sumando o restando cada una de las componentes de cada uno y da como resultado otro vector.

a=(ax,ay)
b=(bx,by)
a-b=(ax-bx,ay-by)

V1 = (x1, y1)V2 = (x2, y2)V1 + V2 = (x1, y1) + (x2, y2) = (x1 + x2, y1+ y2)

Para sumar dos vectores, los mismos tienen que tener la misma cantidad de componentes.

Ejemplo:V1 = (1, 4, 2) V2 = (0, 2, 1)

V1 + V2 = (1, 4, 2) + (0, 2, 1) = (1, 6, 3)

V1 - V2 = (1, 4, 2) - (0, 2, 1) = (1, 2, 1)

Gráficamente la suma y resta de vectores se puede realizar por el método del paralelogramo, es decir trazar sobre cada vector una recta paralela al otro formando un paralelogramo, cuya diagonal es la suma.

"MULTIPLICACIÓN DE UN VECTOR POR UN ESCALAR"

El producto de un escalar por un vector da por resultado otro vector, con la misma dirección que el primero. Al hacer la multiplicación, el escalar cambia el módulo del vector (gráficamente el largo) y en caso de ser negativo cambia también el sentido. La dirección del vector resultado es siempre la misma que la del vector original.Matemáticamente se realiza multiplicando al escalar por cada una de las componentes del vector.

Por ejemplo: Si un vector tiene 2 coordenadas:

V = (x, y)k V = k (x, y) = (kx, ky)

Ejemplo:V = (2,1)k = 2k V = 2 (2, 1) = (4, 2)

" EJERCICIOS"

MÉTODO DEL POLÍGONO

1.-Escojer una escala y determinar la longitud de las flechas que corresponden a cada vector.
2.-Dibujar a escala una flecha que represente la magnitud y dirección del primer vector.
3.-Dibujar la flecha del segundo vector de tal manera que su origen coincida con el extremo del primer vector.
4.-Continuar el proceso de unir el origen de cada nuevo vector con la punta del anterior hasta que todos hayan sido dibujados.
5.-Dibujar el vector resultante partiendo del origen y terminando en el extremo que coincide con el extremo del último vector.
6.-Medir con regla y transportador (ángulo)el vector resultante para determinar su dirección y longitud.

"PROBLEMAS"

DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE

Un diagrama de cuerpo libre es una representación gráfica utilizada para analizar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo libre. El diagrama de cuerpo libre es un elemental caso particular de un diagrama de fuerzas. Se utiliza muy a menudo la expresión diagrama de fuerzas como equivalente a diagrama de cuerpo libre, aunque lo correcto sería hablar de diagrama de fuerzas sobre un cuerpo libre o diagrama de fuerzas de sistema aislado. Estos diagramas son una herramienta para descubrir las fuerzas desconocidas que aparecen en las ecuaciones del movimiento del cuerpo. El diagrama facilita la identificación de las fuerzas y momentos que deben tenerse en cuenta para la resolución del problema. También se emplean para el análisis de las fuerzas internas que actúan en estructuras.

"PROBLEMAS"