Factores que afectan la fuerza:
* masa del objeto: Cuanto más pesado sea el objeto, más fuerza necesitará moverlo.
* Coeficiente de fricción: La fricción entre el objeto y la superficie inclina resiste el movimiento. Un coeficiente de fricción más alto requiere más fuerza.
* Si el objeto se mueve a una velocidad constante o acelera: Si desea que el objeto se mueva a una velocidad constante, la fuerza que aplica debe igualar las fuerzas que se oponen a su movimiento. Si desea que acelere, necesitará más fuerza.
Cómo calcular la fuerza:
1. Diagrama del cuerpo libre: Dibuja un diagrama de cuerpo libre del objeto en la inclinación. Esto mostrará a todas las fuerzas que actúan sobre ello.
2. Fuerzas:
* peso (mg): Esta fuerza actúa verticalmente hacia abajo.
* Fuerza normal (n): Esta fuerza actúa perpendicular a la superficie inclina.
* Fuerza de fricción (f): Esta fuerza actúa paralela a la superficie inclina, opone el movimiento.
* Fuerza aplicada (f): Esta es la fuerza que aplica para empujar el objeto por la inclinación.
3. Fuerzas de resolución: Resuelva la fuerza de peso en componentes paralelos y perpendiculares a la inclinación.
* Componente paralelo a la inclinación: mg sin (15 °)
* Componente perpendicular para inclinar: mg cos (15 °)
4. Ecuaciones:
* Para velocidad constante: F =mg sin (15 °) + F
* Para la aceleración: F =mA + mg sin (15 °) + F
* fricción: F =μn (donde μ es el coeficiente de fricción)
Para obtener una respuesta numérica, necesita:
* masa (m) del objeto
* coeficiente de fricción (μ) entre el objeto y la inclinación
* Aceleración deseada (a), si la hay
Ejemplo:
Digamos que tiene un objeto de 10 kg en una inclinación de 15 grados con un coeficiente de fricción de 0.2. Desea empujarlo por la inclinación a una velocidad constante.
* Peso: mg =(10 kg) (9.8 m/s²) =98 N
* Fuerza normal: N =mg cos (15 °) =98 n * cos (15 °) ≈ 94.6 n
* fricción: F =μn =0.2 * 94.6 N ≈ 18.9 N
* Se necesita fuerza: F =mg sin (15 °) + f =98 n * sin (15 °) + 18.9 N ≈ 42.3 N
Por lo tanto, necesita una fuerza de aproximadamente 42.3 n para empujar el objeto hacia arriba de la inclinación a una velocidad constante.
