Planos inclinados

1. INTRODUCÃO

Um objeto tendo um peso P em um plano inclinado o qual tem um ângulo

 de inclinação, exerce uma força Py contra o plano inclinado e uma força Px para baixo do plano. As forças Px e Py são vetores componentes para a força P

. O ângulo  formado pela força Py contra o plano inclinado e o peso P é igual ao ângulo de inclinação . Desde que =, Px = P sen() e Py = Pcos(). A força minima necessária para manter um objeto em equilíbrio no plano inclinado tem a mesma magnitude de Fx mas esta em direção oposta

A ideia de força é bastante relacionada com a experiência diária de qualquer pessoa. Sempre que puxamos ou empurramos um objeto, dizemos que estamos fazendo uma força sobre ele.

Imagine que uma pessoa lhe informe que exerceu sobre uma mola seu esforço muscular, deformando-a. Apenas com esta informação, você não pode fazer ideia de como foi essa deformação, pois o esforço pode ter sido feito inclinadamente, verticalmente ou horizontalmente. Se ela acrescentasse que o esforço foi feito na vertical, ainda sim você poderia ficar na dúvida se o esforço foi dirigido para baixo ou para cima. Assim, você só pode ter uma ideia completa da força se a pessoa lhe fornecer as seguintes informações:

Intensidade ou Módulo da força;

Direção da força, isto é, a reta ao longo da qual ela atua;

Sentido da força, esclarecendo se o esforço foi feito para um lado ou para o outro da reta considerada.

Sendo fornecidas estas características, módulo, direção e sentido, a força fica completamente conhecida.

A força faz parte de um conjunto de grandezas da física, tais como a velocidade e a aceleração, denominadas grandezas vetoriais, que só ficam determinadas quando estas características são indicadas.

Isto significa que quando duas ou mais forças atuam sobre um corpo podemos calcular a força total, ou força resultante, somando vetorialmente as forças. Uma única força com o módulo e a orientação da força resultante tem o mesmo efeito sobre um corpo que todas as forças agindo simultaneamente.

É isso que fazemos neste experimento. Além de provar que a força é uma grandeza vetorial, calculamos a força resultante de várias forças aplicadas em um corpo.

4.1 Planos Inclinados

Dadas duas trajetórias:

Em qual delas é "mais fácil" carregar o bloco?

Obviamente, na trajetória inclinada, pois no primeiro caso, teremos que realizar uma força que seja maior que o peso do corpo. Já no segundo caso, Devermos fazer uma força que seja maior que uma das componentes de seu peso, neste caso, a componente horizontal, que terá intensidade menor conforme o ângulo formado for menor.

Por isso, no nosso cotidiano, usamos muito o plano inclinado para facilitar certas tarefas.

Ao analisarmos as forças que atuam sobre um corpo em um plano inclinado, temos:

A força Peso e a força Normal, neste caso, não tem o mesma direção pois, como já vimos, a força Peso, é causada pela aceleração da gravidade, que tem origem no centro da Terra, logo a força Peso têm sempre direção vertical. Já a força Normal é a força de reação, e têm origem na superfície onde o movimento ocorre, logo tem um