CientíficosGrados 9–11⏱ 20 min

Fricción y rampas

Inclina una rampa hasta que un bloque empiece a deslizarse, separa la gravedad en partes y compara hielo, madera y goma.

Estándares: HS-PS2-1

1Pregúntate

Un libro está quieto sobre un escritorio inclinado. Lo inclinas un poquito más y de repente se desliza. ¿Qué cambió justo en ese momento? ¿Y por qué los autos necesitan llantas de goma y no patines de hielo?

2Explora

Laboratorio de rampas

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20°gravedad mgnormalfricciónrampa abajo: mg sen θ = 6,7 Nla fricción sostiene hasta μₛN = 9,2 Nempieza a deslizarse pasado θ = 26,6°SillyChili
Superficie
Prueba esto
  • Con madera, sube el ángulo poco a poco y pulsa Soltar cada vez. ¿A qué ángulo empieza a deslizarse el bloque?
  • Haz lo mismo con hielo y goma. ¿Cómo cambia el ángulo?
  • Activa Separar la gravedad en partes. ¿Qué parte jala el bloque rampa abajo? ¿Qué parte lo aprieta contra la rampa?
  • Cambia la masa. ¿Un bloque pesado baja más rápido que uno ligero?

3Entiende

SillyChili
Paso 1 de 5

La fricción

Ninguna superficie es perfectamente lisa. Cuando una superficie se desliza, o intenta deslizarse, sobre otra, unos bultitos se enganchan y producen una fuerza llamada fricción. Siempre va en contra del deslizamiento.

Bloques en rampasN=mgcos⁡θfmax⁡=μsNa=g (sin⁡θ−μkcos⁡θ)\begin{aligned} N &= mg\cos\theta \\ f_{\max} &= \mu_s N \\ a &= g\,(\sin\theta - \mu_k \cos\theta) \end{aligned}

El bloque empieza a deslizarse cuando tan θ es mayor que μₛ. La fricción siempre actúa en contra del deslizamiento.

4Practica

Pregunta 1 de 5

Un bloque baja deslizándose por una rampa. ¿Hacia dónde apunta la fricción sobre el bloque?

5Resumen

  • La fricción actúa a lo largo de la superficie, contra el deslizamiento; la normal es perpendicular a ella.
  • En una rampa, la gravedad se separa en mg sen θ (rampa abajo) y mg cos θ (contra la rampa).
  • El bloque se desliza cuando tan θ > μₛ.
  • Aceleración al deslizarse: a = g (sen θ − μₖ cos θ), igual para cualquier masa.