Plano inclinado

0. ¿Qué es un plano inclinado?

El plano inclinado es una superficie plana que forma con otra un ángulo muy agudo (mucho menor de 90º). En la naturaleza aparece en forma de rampa, pero el ser humano lo ha adaptado a sus necesidades haciéndolo móvil, como en el caso del hacha o del cuchillo.

Se emplea en forma de rampa para reducir el esfuerzo necesario para elevar una masa (carreteras, subir ganado a camiones, acceso a garajes subterráneos, escaleras…)

En forma de cuña para apretar (sujetar puertas para que no se cierren, ensamblar piezas de madera…), cortar (cuchillo, tijera, sierra, serrucho…) y separar o abrir (hacha, arado, formón, abrelatas…).

1. ¿Qué vamos a hacer?

Realizaremos varios experimentos en los cuales se explicará el tema del plano inclinado. El primero es una rampa muy simple y demostrar el modo de utilización y las ventajas o ayudas que nos aporta; el segundo se basa en planos inclinados en tornillos, permitiendo reducir la fuerza.

2. ¿Qué necesitamos?

  • Elementos de elevación (en este caso hemos usado unos libros para hacer el apoyo de la rampa).
  • Un elemento rígido para que sirva de plano inclinado propiamente dicho.
  • Un dinamómetro.
  • Un coche u otro elemento con ruedas para permitir su desplazamiento.
  • Una tachuela o clavo.
  • Un tornillo.
  • Una presilla.
  • Una pelota.

3. ¿Cómo lo hacemos?

Experimento 1

3.1. Colocamos el material de elevación, en este caso unos libros.

3.2. Colocamos la tabla de madera sobre los libros formando un plano inclinado de 30 cm de altura.

3.3. Enganchamos el coche al dinamómetro y subimos perpendicularmente tirando del dinamómetro y observamos la fuerza necesaria para subir el coche.

3.4. Se coloca el coche en la rampa y se le hace subir por ella tirando del dinamómetro que previamente habremos enganchado al coche, observando la fuerza necesaria para subir el coche.

Experimento 2

3.1. Cogemos la tachuela que también es un plano inclinado y la clavamos sobre una madera.

3.2. Después se coge el tornillo y se repite la misma operación. Observando que es mucho más sencillo clavar el tornillo.

3.3. Más tarde se lleva a la práctica esto mismo cogiendo una presilla y una pelota.

3.4. Apretamos la pelota con la mano hasta ver cuanto somos capaces de deformarla.

3.5. Después cogemos la presilla y apretamos sobre la pelota observando que se deforma mucho más que con la mano.

4. ¿Qué es lo que ha ocurrido?

Los planos inclinados se utilizan para que con una mínima fuerza podamos levantar grandes pesos, es decir, reducir muchísimo la fuerza para hacer determinados esfuerzos.

En el primer experimento se observa como hemos empleado mucha más fuerza cuando hemos ascendido el coche sin rampa que con ella.

En el segundo experimento se puede observar como es mucho más fácil introducir el tornillo que la tachuela y esto es porque dispone de planos inclinados, observándose aquí que para conseguir un menor esfuerzo hemos tenido que recorrer mayor distancia, ya que en vez de clavar en sentido perpendicular hemos tenido que girar el tornillo.

Finalmente con la tachuela se demuestra este segundo experimento, es decir, con la mano no somos capaces de deformarla prácticamente y sin embargo con la presilla se deforma muchísimo, sin embargo para ello hemos tenido que cambiar la dirección de la fuerza.

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