Comprender las fuerzas
* gravedad (peso): El bloque experimenta una fuerza descendente debido a la gravedad, que llamamos su peso (mg, donde 'M' es la masa y 'g' es la aceleración debido a la gravedad).
* Fuerza normal: El plano inclinado empuja hacia atrás en el bloque perpendicular a la superficie, creando una fuerza normal.
* tensión: La cadena tira del bloque, creando tensión.
Diagrama del cuerpo libre
Dibuja un diagrama de cuerpo libre del bloque. Esta es una representación visual de todas las fuerzas que actúan en el bloque.
* Dibuja el bloque en el plano inclinado.
* Dibuja una flecha que apunte directamente desde el bloque para representar la fuerza de la gravedad (mg).
* Dibuja una flecha perpendicular al plano inclinado, apuntando lejos del bloque, para representar la fuerza normal (N).
* Dibuja una flecha paralela al plano inclinado, apuntando hacia arriba, para representar la fuerza de tensión (t).
Fuerzas de resolución
Dado que el bloque está inmóvil (en equilibrio), las fuerzas deben equilibrarse. Necesitamos resolver las fuerzas en componentes paralelos y perpendiculares al plano inclinado:
* paralelo al plano inclinado:
* La gravedad tiene un componente paralelo al plano:mg * sin (theta), donde theta es el ángulo de la inclinación.
* La tensión actúa directamente en esta dirección.
* Perpendicular al plano inclinado:
* La gravedad tiene un componente perpendicular al plano:mg * cos (theta).
* La fuerza normal equilibra este componente.
Aplicando las leyes de Newton
* La primera ley de Newton: Un objeto en reposo permanecerá en reposo a menos que se actúe por una fuerza neta. Dado que el bloque está inmóvil, la fuerza neta que actúa sobre él en ambas direcciones (paralelo y perpendicular al plano) debe ser cero.
* paralelo al avión: Las fuerzas son tensión (t) hacia arriba y el componente de la gravedad hacia abajo (mg * sin (theta)). Dado que estos deben equilibrar:
* T =mg * sin (theta)
Conclusión
La magnitud de la tensión en la cadena es igual al componente del peso del bloque que actúa paralelo al plano inclinado. Esto se puede calcular como:
t =mg * sin (theta)
Dónde:
* T es la tensión en la cadena
* m es la masa del bloque
* G es la aceleración debida a la gravedad (aproximadamente 9.8 m/s²)
* Theta es el ángulo de la inclinación
