Plano inclinado – Física Enem

Vem com a gente tirar suas dúvidas sobre o plano inclinado. Você vai ficar fera em física para o Enem!

No mundo da Física tudo que envolve movimento, força e equilíbrio diz respeito à Mecânica. Uma boa forma de mandar bem na prova do Enem é dividir a Mecânica em coisas que produzem ou controlam movimentos, se deslocam, giram, ampliam a nossa força ou ficam em equilíbrio.

Neste post, vamos entender em qual dessas categorias está o plano inclinado. Confira!

Quando você pensa em plano inclinado a primeira coisa que vem em sua cabeça é um triângulo retângulo com um bloco em cima e algumas funções trigonométricas? Calma lá. Vamos tentar entender um pouco sobre essa tal de força antes?

Na Física, as interações que um objeto aplica no outro são chamadas de forças e são essas grandezas as grandes responsáveis pelos movimentos dos objetos. Para um avião mudar de direção, por exemplo, é necessário que as asas da aeronave apliquem uma força no ar, que aplicará outras forças no avião. Essas interações podem ser explicadas por meio das Leis de Newton e você pode relembrá-las, clicando aqui.

A força tem relação com basicamente três grandezas:

Força e velocidade: quando o vento sopra na vela de um barco, por exemplo, está o empurrando para frente. Quanto maior essa força, maior será a velocidade do barco. Da mesma forma, para reduzir essa velocidade, seria necessário uma força de sentido contrário ao movimento do barco.

Força e direção: o que faria o barco do exemplo acima reduzir sua velocidade? Uma mudança no direção do vento é uma boa possibilidade. Ou seja, para mudar a direção do movimento é necessário que uma força seja aplicada em sentido contrário do movimento.

Força e rotação: um bom exemplo para explicar a interação das forças com a rotação é o movimento dos aviões. Para mudar a direção de voo, as aeronaves rotacionam em torno de três eixos: vertical, horizontal e lateral. Os mecanismos responsáveis pelo giro do avião ficam em sua extremidade, pois quando mais longe do eixo, maior será a força aplicada e mais fácil será de realizar a rotação.

Fonte: http://asasdeferro-suplementos.blogspot.com.br/

E o que tudo isso tem a ver com o plano inclinado?

Simples. O plano inclinado pode ser uma rampa que leva as mercadorias de um carrinho para um caminhão, o declive do estacionamento do shopping ou o escorregador do parque de diversões. Assim como o avião que precisa de forças em várias direções para rotacionar, no plano inclinado, o corpo de massa m também sofre ação de forças em diferentes direções. Confira abaixo.

No plano inclinado a Força Peso (link sobre força peso) e a Força Normal não tem a mesma direção, pois a primeira é causada pela aceleração da gravidade, e portanto, tem direção vertical; já a segunda é uma força de reação da superfície no objeto, logo conta com o mesmo ângulo do plano do movimento. Assim:

Dessa forma, podemos definir o plano cartesiano com inclinação igual ao do plano inclinado, ou seja, o eixo x é paralelo e com o ângulo igual ao do plano, já o eixo y é perpendicular ao eixo x. Ao fazermos a decomposição das forças no plano cartesiano, podemos concluir que:
● A Força Normal será igual à decomposição da Força Peso no eixo y
● A decomposição da Força Peso no eixo x será a responsável pelo deslocamento do bloco

Você conseguiu chegar até aqui? Ótimo, agora confira a videoaula abaixo e tire suas dúvidas sobre a decomposição das forças no plano inclinado. Não esqueça de voltar depois para resolver os exercícios!

 

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Rosângela Menezes é formada em Licenciatura em Física pela Universidade Federal do Amazonas e em Jornalismo pela Universidade Federal de Santa Catarina. Atuou como professora por 10 anos e, atualmente, escreve textos sobre Ciência e Tecnologia.