Il piano inclinato

Consideriamo un corpo appoggiato su di un piano inclinato, di altezza h e lunghezza l, come in figura.

Il corpo, a causa della gravità, è soggetto alla  forza peso Fp , con direzione verticale, verso il basso.

Essendo, la forza peso, una grandezza vettoriale, in figura è rappresentata da un segmento orientato, cioè da un vettore.

 

 

Piano inclinato

 

 

Scomponiamo questa forza peso, in due forze componenti, una FII parallela al piano inclinato e l’altra FL perpendicolare.

Per fare ciò, tracciamo due rette rispettivamente parallela e perpendicolare al piano inclinato, entrambe passanti per il baricentro B. facciamo la stessa cosa partendo dal punto A, otteniamo così il rettangolo in figura. due lati di tale rettangolo rappresentano le componenti della forza peso.

 

Piano inclinato

 

Spostiamo, quindi, il ragionamento dell’equilibrio dalla forza peso Fp , alle forze componenti. Una FII parallela al piano e l’altra FL perpendicolare.

La forza componente FL perpendicolare al piano, siccome preme su di esso, viene bilanciata dal piano stesso, il quale produce una forza di reazione R, uguale e contraria ad essa, annullandola.

La forza componente FII parallela al piano, invece, fa scivolare (traslare) il corpo lungo il piano inclinato.

Per avere l’equilibrio, cioè per far stare fermo l’oggetto, abbiamo bisogno di una forza equilibrante Fe uguale ed opposta ad FII.

Calcoliamo il valore di FII , allo scopo di conoscere l’intensità della forza equilibrante Fe .

 

Piano inclinato

 

Per fare ciò, consideriamo i triangoli rettangoli ABC ed A’B’C’ essi hanno l’angolo  perché entrambi retti,   perché BA è parallela a B’A’ e BC è parallela a B’C’, di conseguenza anche  .

Due triangoli che hanno gli angoli uguali si dicono triangoli simili.

 

Due triangoli simili hanno i lati proporzionali.

 

Ne consegue che:

 

Come si nota nel triangolo ABC la forza FII è un cateto, quindi sicuramente sarà minore della forza peso Fp che corrisponde all’ipotenusa.

Ciò significa, che per ottenere che il corpo sia in equilibrio alla traslazione, dobbiamo applicare una forza equilibrante inferiore alla forza peso, ne consegue che il piano inclinato è vantaggioso.

Collegamenti ipertestuali:

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Le grandezze scalari e le grandezze vettoriali

Scomposizione di un vettore lungo due rette assegnate

La forza

La massa e il peso

L’equilibrio di un corpo rigido puntiforme