Fuerza sobre una Masa Inclinada




Aunque sea descriptible por las ecuaciones del movimiento y el modelo estándar de fricción, este ejemplo requiere la atención, porque bajo diferentes condiciones, una vez apliquemos la fuerza, la masa se puede mover hacia arriba o abajo del plano inclinado, o mantenerse en su lugar. En el diagrama de arriba, se asume que la masa se está moviendo hacia arriba del plano inclinado, de modo que la resistencia por fricción actúa hacia abajo, oponiéndose al movimiento. Si la masa se mueve hacia abajo, la fuerza de resistencia de fricción, debe revertir su dirección. 		Aplicación de la segunda ley de Newton a una masa sobre un plano inclinado.

Se aplica una fuerza de Newtons, con un ángulo de grados, por encima de la horizontal, a una masa de kg que descansa sobre un plano inclinado de grados de ángulo. Hay un coeficiente de frición de μ = entre la masa y el plano inclinado. Para una fuerza suficiente aplicada, de modo que la masa se mueve hacia arriba, la fuerza neta está dada por la expresión


y el resultado de la aceleración hacia arriba está dado por


Aceleración =m/s2

Las expresiones anteriores son válidas sólo para el caso en que la fuerza aplicada es suficiente para dar una aceleración hacia arriba. Si la fuerza aplicada es demasiado pequeña para acelerar la masa hacia arriba, entonces hay un rango de fuerzas donde la masa no se mueve, y si la pendiente es suficientemente pronunciada, hay un rango donde la masa se acelerará hacia abajo. En este último caso, la fuerza de fricción debe invertir su dirección en la expresión anterior, ya que actuará hacia arriba, para impedir el movimiento de la masa hacia abajo. Si la aceleración anterior es negativa, ya se hizo la inversión en el cálculo numérico. Si la aceleración es cero, entonces se trata del rango de condiciones, en que la fuerza mantiene la masa en la pendiente, sin moverse arriba ni abajo.

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