Cómo calcular la velocidad en un plano inclinado
Escrito por J.R. Kambak ; última actualización: February 01, 2018
Conocemos las pendientes por esquiar cuesta abajo en el invierno o andar en bicicleta por un declive. En física, cualquier pendiente y cuña se llaman planos inclinados. De acuerdo con la ley de movimiento de Newton, un objeto inequilibrado mantenido en un plano inclinado sin fricción se desliza por la pendiente. El plano "sin fricción" significa que el plano no aplica fuerzas en el objeto que se mueve hacia abajo. Lee los siguientes pasos para aprender cómo calcular la velocidad de un objeto en un plano inclinado.
Instrucciones de cálculo
Obtén la medida de la altura vertical (h) del plano inclinado. Mide la distancia desde la parte inferior del plano inclinado hacia la parte superior donde tu objeto comienza a moverse. Asegúrate de que todas tus medidas estén en la misma unidad estándar. Debes saber que 1 pulgada = 0,0254 metros.
Aplica el principio de conservación de energía mecánica para encontrar la velocidad. En la parte inferior del plano inclinado, la energía potencial gravitacional del objeto m_g_h, es convertida a energía cinética, 1/2_m_v^2. Escríbelo como: m_g_h = 1/2_m_v^2. Establece la ecuación para resolver para la velocidad: V = raíz cuadrada(2_g_h) Nota que el movimiento no tiene fricción y la energía cinética del objeto equivale a cero en la parte superior del plano inclinado.
Sustituye la g (aceleración debido a la gravedad) con 9,8 metros / segundo^2 (constante) y h (en metros) en la fórmula anterior para encontrar la velocidad final (en metros por segundo) del objeto en la parte inferior del plano inclinado.
Incluye en tu ecuación los valores del ángulo (Q) y la longitud (d) del plano inclinado cuando se conozcan. Calcula la velocidad final de un bloque que se desliza en un plano inclinado de 45 grados si la longitud de la inclinación es de 3 metros. Usa la fórmula para velocidad del Paso 2: V = raíz cuadrada (2_g_h). Recuerda las ecuaciones para un plano inclinado (o triángulos rectángulos): sen(Q) = h/d, entonces h = d_sen(Q). Sustituye h en la fórmula de velocidad anterior V = raíz cuadrada (2_g_d_sen(Q)). Usa una calculadora científica para encontrar V = raíz cuadrada (2_9,8 m/s^2_3*sen(45 grados)) = 6,45 m/s. Esta es tu respuesta. En la parte inferior del plano inclinado, el bloque tiene una velocidad final de 6,45 metros por segundo.
