El plano inclinado.
Resumen.
El plano inclinado proporciona un buen ejemplo de movimiento uniformemente acelerado. Se presenta bloque amarillo que se desliza sobre un plano inclinado (representado por un triángulo anaranjado) bajo la acción de la gravedad. Sobre el bloque actúan la gravedad y la reacción del plano que se suman vectorialmente dando como resultado una fuerza paralela al plano inclinado. Se ilustran los vectores de velocidad y aceleración.
Objetivo.
El propósito de este ejemplo es que el alumno conozca el movimiento uniformemente acelerado y comprenda los vectores de velocidad y aceleración. El alumno aprenderá que durante el movimiento uniformemente acelerado la magnitud de la aceleración permanece constante mientras que la de la velocidad aumenta uniformemente.
Descripción.
Se presenta un arco de 180 grados con centro en el origen y de 30 m de radio para representar el plano inclinado y un bloque que se desliza sobre le plano. El tamaño del bloque es de 1.5x1 metros y la escala que se utiliza es de 20 pixeles por unidad. El ángulo inicial de inclinación es de 30 grados (pi/6). La posición inicial del bloque está a 8 metros del centro del plano inclinado hacia la izquierda (arriba) . La velocidad inicial es de 2 m/s hacia arriba, de manera que el bloque inicialmente sube un poco antes de comenzar a bajar. Esto permite distinguir más claramente la parábola en el gráfico de t vs d.
Se han colocado dos flechas. La azul representa la velocidad y la roja representa la aceleración.
Como resultado se han puesto el tiempo, la energía cinética, la energía potencial y la energía total.
Actividades recomendadas.
El alumno debe abrir las ventanas de parámetros, resultados y gráficas y arrancar el sistema.
El alumno observará cómo la aceleración se mantiene constante y la velocidad aumenta uniformemente. Se recomienda cambiar el valor de la aceleración de la gravedad g a valores más pequeños para poder observar con mayor comodidad el movimiento y distinguir en los gráficos la parábola en el de t vs d y la recta en el de t vs d.
El alumno deberá observar en la ventana de resultados que la suma de la energía total se mantiene constante.
Se sugiere realizar diversas observaciones cambiando primero el valor de la velocidad inicial d. y posteriormente el valor del ángulo de inclinación a y la aceleración de la gravedad g.
También se sugiere realizar cambios en la masa m del bloque y observar que estos cambios no afectan el movimiento aunque sí afectan los valores de la energía.