Polea Sobre Plano Inclinado con Fricción

Nótese que la tensión en la cuerda NO es igual al peso de la masa colgante, excepto en el caso especial de aceleración cero.

En una situación como esta, la fricción debe ser tratada con cuidado. Si la masa colgante es suficientemente grande para superar la fricción y acelerar la masa hacia arriba del plano inclinado, entonces la fuerza de fricción se opondrá y actuará hacia abajo. Si la masa sobre el plano inclinado es suficientemente grande, superará la fricción y se moverá hacia abajo, tirando de la masa colgante hacia arriba. En este caso la fuerza de fricción actuará hacia arriba del plano inclinado. Hay un rango intermedio de masas, donde el bloque no se moverá ni arriba ni abajo del plano inclinado.

Aplicación de la segunda ley de Newton a una masa sobre plano inclinado con polea.
Dado un plano inclinado con ángulo grados, que tiene una masa de kg colocado encima. Esta conectado con una cuerda sobre una polea a una masa de kg que cuelga verticalmente. La fricción entre la masa y el plano inclinado, está representada por un coeficiente de fricción µ= . Tomado como dirección positiva hacia abajo de la masa colgante, la aceleración será

Aceleración =m/s²


Con esta aceleración, la tensión en la cuerda será
T= Newtons comparado con el peso W = Newtons de la masa colgante. Explorando diferentes valores de masas, se podrá mostrar que la tensión es menor que el peso para aceleraciones hacia abajo, y mayor que el peso para aceleraciones hacia arriba, cuando la fuerza neta sobre la masa colgante debe ir hacia arriba.

Cambiando las masas se puede explorar si la masa se moverá hacia arriba, hacia abajo, o permanecerá en reposo. Este cálculo prueba si las masas son suficientemente diferentes para superar la frición en cada dirección. Si la aceleración resultante es cero, indica que el desbalance de fuerzas es insuficiente para superar la fricción en cada dirección.

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