Simulador de plano inclinado y fuerza de rozamiento

Laboratorio interactivo de Dinámica: ajusta el ángulo, el coeficiente de rozamiento ($\mu$), la masa y la gravedad viendo los vectores de fuerza en tiempo real.

49.1 N Peso paralelo ($P_x = mg\operatorname{sen}\theta$)
85.0 N Fuerza Normal ($N = mg\cos\theta$)
25.5 N Fuerza de Rozamiento ($F_r$)
2.36 m/s² Aceleración resultante ($a$)
El procesamiento se hace en tu navegador; no subimos tus datos.
Espacio publicitario

Leyes de Newton en el plano inclinado

Cuando un cuerpo de masa $m$ apoya sobre una rampa inclinada un ángulo $\theta$, la fuerza de la gravedad ($\vec{P} = m\vec{g}$, dirigida verticalmente hacia el centro de la Tierra) se descompone en dos ejes perpendiculares entre sí:

La rugosidad entre ambas superficies genera una fuerza de rozamiento ($\vec{F}_r$) opuesta al deslizamiento cuyo valor límite es $F_{r,\text{máx}} = \mu N = \mu m g \cos\theta$. Si $P_x > F_{r,\text{máx}}$, el bloque acelera rampa abajo con aceleración: \[ a = g \, (\operatorname{sen}\theta - \mu \cos\theta) \]

Experimento guiado: el ángulo crítico de reposo

Prueba esto: Selecciona el botón 🪵 Madera sobre madera ($\mu = 0,30$). El ángulo crítico teórico es $\theta_c = \arctan(0,30) = 16,7^\circ$. Mueve el deslizador de ángulo a $15^\circ$: verás que el bloque permanece en equilibrio estático ($a = 0\text{ m/s}^2$). Súbelo ahora a $18^\circ$: la componente $P_x$ vence al rozamiento y el bloque comienza a acelerar.

Preguntas frecuentes

¿Cuándo empieza a deslizar un bloque en un plano inclinado?

Empieza a deslizar en cuanto la tangente del ángulo de inclinación supera al coeficiente de rozamiento ($\tan\theta > \mu$). Ese ángulo límite $\theta_c = \arctan(\mu)$ se denomina ángulo de reposo o ángulo de fricción.

¿Por qué al cambiar la masa no cambia la aceleración?

Porque tanto la fuerza que empuja rampa abajo ($m g \operatorname{sen}\theta$) como la fuerza de rozamiento que frena ($\mu m g \cos\theta$) son proporcionales a la masa $m$. Al aplicar la segunda ley de Newton ($a = F_{\text{neta}} / m$), la masa se cancela.

¿Qué ocurre si el coeficiente de rozamiento es $\mu = 0$?

En una superficie ideal sin fricción ($\mu = 0$), cualquier inclinación mayor que $0^\circ$ produce deslizamiento con aceleración $a = g \operatorname{sen}\theta$.

Otros laboratorios y herramientas educativas