Laboratorio visual
s(t)v(t)a(t)E(t)
Pizarrón Verde Lab · Física · Dinámica
Plano inclinado
Un laboratorio virtual para estudiar el movimiento de un cuerpo sobre un plano inclinado. El applet permite explorar el rol del ángulo, la masa, el rozamiento y la gravedad mediante fuerzas, aceleración, energía, gráficos y mediciones.
Modelo matemático
Este applet usa un modelo ideal de bloque sobre plano inclinado. La dirección positiva se toma hacia abajo por el plano. El rozamiento se modela como rozamiento cinético proporcional a la fuerza normal.
Descomposición del peso:
$$P_{\parallel}=mg\sin\theta, \qquad P_{\perp}=mg\cos\theta$$
Fuerza normal y rozamiento:
$$N=mg\cos\theta, \qquad f=\mu N$$
Aceleración, si el bloque se desliza hacia abajo:
$$a=g(\sin\theta-\mu\cos\theta)$$
Si $\sin\theta \leq \mu\cos\theta$ y el bloque parte del reposo, el modelo lo mantiene detenido. No se contemplan deformaciones, rotación del bloque, rozamiento variable, resistencia del aire ni choques reales contra el final del plano.
Cuaderno de trabajo
Explorá libremente: cambiá el ángulo del plano y el coeficiente de rozamiento. Observá cuándo el bloque queda detenido y cuándo comienza a deslizar.
Preguntas para pensar: ¿la masa modifica la aceleración? ¿Qué cambia al aumentar $\mu$? ¿Qué significa que $mg\sin\theta$ sea menor que la fuerza de rozamiento?
- Fijá $\mu=0$ y $\theta=20^\circ$. Registrá la aceleración.
- Aumentá el ángulo a $40^\circ$. Compará el nuevo valor de $a$.
- Volvé a $25^\circ$ y aumentá $\mu$ hasta que el bloque quede casi detenido.
- Explicá el resultado usando $a=g(\sin\theta-\mu\cos\theta)$.
Desafío: ajustá $\theta$ y $\mu$ para que el bloque tarde aproximadamente 3 segundos en llegar al final de un plano de 6 m.
Pista: si aumentás el ángulo, aumenta la componente del peso paralela al plano. Si aumentás el rozamiento, disminuye la aceleración.
Tabla de mediciones
| # | t (s) | s (m) | v (m/s) | a (m/s²) | θ | μ |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Todavía no registraste mediciones. | ||||||
Para docentes
Este applet es útil para introducir la descomposición vectorial del peso, el rol de la fuerza normal y el efecto del rozamiento en una situación dinámica.
- Antes de mostrar fórmulas, pedir predicciones cualitativas: “¿qué pasa si aumento el ángulo?”
- Comparar el caso sin rozamiento con el caso con rozamiento.
- Discutir por qué la aceleración ideal no depende de la masa.
- Usar la tabla para estimar aceleración a partir de datos de posición y velocidad.