YANEIDIS

PLANO INCLINADO

Decimos que el movimiento de un cuerpo es rectilíneo y uniformemente acelerado cuando se mueve con aceleración constante y en línea recta. Estudiaremos como ejemplo un objeto que desliza por un plano inclinado. Los cuerpos en caída por un plano inclinado sin rozamiento están sometidos a la atracción de la Tierra y experimentan un movimiento uniformemente acelerado. Esta aceleración aumenta con la inclinación del plano. El valor de la aceleración es: a mg = sen( ) α La aceleración se determina midiendo los tiempos de paso por cada una de las marcas de espacio conocido, a partir de la ecuación: Como el objeto inicia el movimiento desde el reposo: Para aminorar el error en la medida de los tiempos de paso, se repite varias veces la experiencia con la misma inclinación de plano.

Movimiento en el Plano y en el Espacio

-Posición: La posición sirve para determinar en cada instante, el punto sobre la trayectoria donde se encuentra el móvil.

-Vector posición: la posición de un móvil sobre una trayectoria se puede definir mediante el vector posición. Este vector es constituido por un punto p del plano, el cual se determina mediante sus distancias mínimas a dos o tres ejes de coordenadas cartesianas, llamadas coordenadas de posición del punto.

-Trayectoria: La trayectoria de un móvil es el camino que describe durante su movimiento, dependiendo del tipo de trayectoria, el movimiento puede ser rectilíneo o curvilíneo:

CESAR

Esta actividad ilustra un modo de estudiar cuantitativamente la caída de cuerpos

que ruedan por un plano inclinado. Es de muy bajo costo y fácil de reproducir en el

aula. Los resultados obtenidos ilustran claramente varios aspectos importantes de la

roto-traslación y la importancia de la distribución de masa en la rotación. En particular,

dado que el movimiento es uniformemente acelerado, pero con un valor mucho menor

que la aceleración de la gravedad (g), permite obtener el valor de esta aceleración con

una precisión del orden del 1%. Los valores de posición en función del tiempo pueden

compararse muy bien con los cálculos de los modelos teóricos. Además, comparando la

caída de cuerpos de geometrías diferentes en un mismo plano inclinado, es posible

comparar cuantitativamente los resultados experimentales con las respectivas teorías. Se

observa claramente como la distribución de masa determina las aceleraciones de caída.

Los cuerpos con distribución de masa concentrada cerca de su eje de giro (cilindro

macizo) caen más rápido que aquellos cuya masa está más alejada del dicho eje

(cilindro hueco). Esto se debe a que los cuerpos con distribución de masa alejada de su

eje de giro, tienen una proporción mayor de su energía cinética comprometida en

energía de rotación y por tanto la energía cinética de traslación es menor y demora más

su caída.

Rectilíneo: se dice que es rectilíneo cuando la trayectoria es una línea recta.

Curvilíneo: se dice que es curvilíneo cuando la trayectoria es una curva.

Es muy importante no confundir el vector posición con la trayectoria, ya que no podría obtenerse una trayectoria hasta que no se tenga un conjunto de vectores de posición.

En cuanto a la expresión de una vector posición y una trayectoria en el espacio, debemos tomar en cuenta la naturaleza vectorial del desplazamiento, la velocidad y la aceleración mediante el uso de signos positivos y negativos. Para describir a cabalidad el movimiento de un objeto en dos o tres dimensiones en el plano cartesiano debemos hacer uso de vectores.

La velocidad media de un objeto durante un cierto intervalo de tiempo, es la razón o causa del desplazamiento. Mientras que la velocidad instantánea se define como el límite de velocidad media cuando esta tiende a “0”.

La dirección del vector de velocidad instantánea, se da a lo largo de una línea curva (la tangente) a la trayectoria del objeto y en la dirección del movimiento. La aceleración media del objeto, cambia en el intervalo de tiempo en el que, el vector posición es ya definido por la razón q mueve al objeto.

Es importante reconocer que una partícula u objeto puede acelerar de diversas. Primero, la rapidez pude cambiar con el tiempo. Segundo, un objeto acelera cuando la dirección del vector de velocidad cambia el tiempo, es decir, describe una trayectoria curva, aun cuando la rapidez sea constante. Tercero, la aceleración puede deberse a cambios, tanto en la magnitud como en la dirección del vector de velocidad