APLICACIÓN PRÁCTICA

Con el applet vas a poder ver todas las fuerzas que surgen de las interacciones sobre un bloque situado sobre un plano. Podrás tirar de un bloque con distintas fuerzas, variar el ángulo de tracción y ver como surge la fuerza de rozamiento en las diferentes situaciones. También podrás variar la inclinación del plano y ver como varía el valor de la normal de reacción del plano contra el bloque y las demás fuerzas, según actúas sobre la animación.

Actividades para la Aplicación Práctica

1.- Pulsa "reset" y fija el coeficiente de rozamiento en cero. Verás que nada se opone a la componente verde del peso que hará deslizar el cuerpo hacia abajo. La existencia de una fuerza resultante (NF), el vector negro paralelo al plano, indica que existirá un desplazamento hacia abajo .

Fija el coeficiente en 0.2 y verás que se desliza, aunque ya aparece la Fr (que es insuficiente para frenarlo). Fija 0.4 y verás que la Fr aumenta. Fija el valor en 0.6 y, en este caso, la fuerza de rozamiento (vector azul) neutraliza la componente del peso y el cuerpo no desliza.

Si aumentas el coeficiente hasta 1.2 verás que el cuerpo sigue sin deslizase r y que el vector azul de la fuerza de rozamiento no aumentó. ¿Por qué? Comprueba numéricamente, con la calculadora, el valor de la fuerza de rozamiento máxima con los valores dados en el applet.

¿Podrías hacer, sin variar el ángulo del plano, que el cuerpo en equilibrio se deslice aumentando la masa? Arrastra hacia abajo el vector peso, inicialmente de 60 N. Comprueba que es lo que sucede.

Toma papel y lápiz. Supón que el cuerpo es un punto y sobre él dibuja todas las fuerzas que actúan con sus direcciones y sentidos correctos. Descompónlas en la dirección del movimiento y la perpendicular a ella. Escribe la ecuaciones de la dinámica (suma de F=m·a ) para las fuerzas en la dirección del desplazamiento y en la dirección de la normal.

2.- Con un bloque de masa 6 kg (el peso es 60 N ya que tomamos g=10 m/s2) fijamos el coeficiente de rozamiento en 0.6 y aumentamos el ángulo del plano inclinado. ¿Qué sucede ahora? ¿Aumenta la componente del peso que arrastra el cuerpo y disminuye la que lo pega al plano? ¿Qué ángulo se requiere para que deslice?

Mueve el plano hasta dejarlo horizontal y luego sigue bajando hasta invertir su inclinación. ¿Cambia el sentido de la fuerza de rozamiento?

3.- Fija la masa en 6 kg, el coeficinete de rozamineto en 0.6 y el ángulo en 30º. Pulsa y arrastra en la esquina del bloque para crear una fuerza de arrastre. Comprueba que según sea el valor de la fuerza de arrastre y el ángulo, la resultante (NF) tiene distintos valores. En el diagrama de fuerzas se ve que el vector negro -NF- cambia de valor y dirección. Si -NF- está dirigida hacia fuera del plano, el bloque se despegaría de plano (es dedcir, se movería fuera de la línea marcada por el plano).

Cuando el vector negro -NF- en el diagrama de fuerzas tiene dirección hacia fuera del plano ¿ existe fuerza normal-vector amarillo-? ¿Puede alguna vez el vector negro (NF) estar dirigido hacia el interior del plano?

4.-Elije una masa de 6 kg, supón un coeficiente de rozamiento 0.6 y un ángulo de 30º. Arrastra para dar un valor a la fuerza -este valor se fija al soltar el botón del ratón- . Pulsa otra vez para variar sólo el ángulo y comprueba si existe un ángulo para el que la fuerza de arrastre produzca una resultante máxima. ¿Es el mayor ángulo posible? ¿Es el menor?

.5.- Fija el plano inclinado con inclinación cero - horizontal-. Fija una fuerza de tracción menor que el peso (así aunque tires en vertical no podrás despegar el bloque del plano). Varía el ángulo de tracción y averigua si existe un ángulo para el que la NT (fuerza resultante) sea máxima. En estas condicones el bloque se moverá con aceleración máxima (el applet no ejecuta ese movimiento, el bloque no se mueve). Deja la fuerza en esa posición, varía el coeficiente de rozamiento y comprueba si se produce el NF máximo para el mismo ángulo del caso anterior. ¿Existe alguna relación entre el coeficiente de rozamiento y el ángulo para el que la fuerza resultante sea máxima?

Comprobación de resultados

Para comprobar los resultados, pulsa el "botón de soluciones", que abrirá una pequeña ventana donde puedes encontrar las soluciones.