El plano inclinado o lo que coloquialmente llamamos rampa nos sirve para subir pesos a una altura con facilidad, es decir haciendo menos fuerza que el peso del objeto que queremos subir.
Un caso de plano inclinado que utilizamos a diario son las escaleras. Son planos inclinados a las que se les ha dispuesto escalones para evitar resbalar.
En el plano inclinado las fuerzas guardan la siguiente relación.
Siendo:
- P El peso del objeto que se quiere subir.
- F La fuerza que hay que hacer.
- l La longitud del plano inclinado. (parte inclinada)
- h La altura del plano inclinado.
VENTAJA MECÁNICA DEL PLANO INCLINADO
El plano inclinado siempre tiene ventaja mecánica.
La ventaja mecánica del plano incloinado es:
Nos costará menos fuerza subir algo cuanto más largo (l) sea el plano inclinado en relación a su altura (h).
Uno de los misterios que la ciencia aún no ha podido esclarecer, es como los egipcios pudieron construir obras tan colosales como las pirámides sin el conocimiento de la rueda o de grandes grúas.
La hipótesis más aceptada es que subían los grandes y pesados bloques de piedra mediante planos inclinados.
Pero si piensas un poco, para hacer estos planos inclinados habría que amontonar casi tanto material en el plano inclinado, como en la misma pirámide.
Hay quien sostiene que eran más prácticos y construían el plano inclinado rodeando la pirámide.
DEDUCCIÓN DE LA LEY DEL PLANO INCLINADO
La expresión del plano inclinado se deduce a partir del trabajo de las fuerzas que intervienen.
El trabajo de una fuerza es el producto de la fuerza por la distancia recorrida.
CUIDADO: No confundir con los N m del momento de una fuerza.
A la vista del plano inclinado podemos decir:
Que el trabajo para subir el peso P por la superficie inclinada es igual al trabajo para subirlo en peso la altura h.
Para subir en peso el objeto habría que realizar una fuerza igual al peso P y subirlo una altura h, (El peso P es la fuerza con que la gravedad de la Tierra atrae al objeto de masa m)
Trabajo de la fuerza F que actua en la distancia l = Trabajo de la fuerza P que actua en la distancia h
Esto mediante una expresión queda::
Si despejamos F pasando l al otro miembro, nos queda nuestra ley del plano inclinado.
CUÑAS
Las cuñas son dos planos inclinados.
Se utilizan cuando queremos cortar un material. Son la base de las herramientas y útiles de corte.
Los cinceles son cuñas,
Los cuchillos son cuñas muy donde l es muy grande comparada con h, y por tanto con mucha ventaja mecánica..
TORNILLOS
Si partimos de la idea que expusimos anteriormente:
Si en vez de una pirámide, usamos una base cilíndrica a la que enrollamos un plano inclinado....
Nos quedará un tornillo, que es un plano inclinado enrollado sobre un cilindro.
Con los tornillos conseguimos tener un plano inclinado muy largo tallado en un muy poco espacio. Los tornillos tienen una gran ventaja mecánica.
