Una de las razones que creo que dificultan tremendamente el estudio de la física es la desconexión entre el objeto de estudio y la realidad. Es por esto que voy a tratar de situar un poco en contexto el estudio del plano inclinado antes de estudiarlo.
¿Para qué sirve un plano inclinado?
Los planos inclinados nos permiten elevar cuerpos pesados haciendo una fuerza menor que su peso. Cuando usamos una rampa, estamos disminuyendo el valor de la fuerza que tendremos que ejercer en un valor igual al seno del ángulo de la rampa, estos valores siempre estarán comprendidos entre 0 y 1. Si por ejemplo usamos un ángulo de 30 º, cuyo seno es 0,5 , el valor de la fuerza a realizar se ve reducido en un nada desdeñable 50 %. Aunque no olvidemos que también hay que tener en cuenta el rozamiento del cuerpo con la superficie.
Algunos ejemplos de uso del plano inclinado en la historia
El conocimiento de las utilidades para elevar grandes pesos que tiene un plano inclinado ha sido evidente durante toda la historia de la humanidad. En Stonehenge, por poner el ejemplo más temprano, se cree que se usó ya para elevar los grandes bloques de piedra, y es una de las teorías más aceptadas para explicar la construcción de las pirámides.
Rampas usadas en las pirámides para elevar las piedras
Los griegos construyeron una rampa de 6 km, el Diolkos, para poder pasar los barcos por el istmo de Corinto que separaba el golfo de Corinto del golfo Sarónico, y los romanos las usaban para superar las murallas enemigas y poder tomar las ciudades.
Aquí se puede ver mejor la gran utilidad para conectar los dos mares del Diolkos
El redescubrimiento del plano inclinado
El primer estudio de las características del plano inclinado y la fuerza necesaria para elevar un objeto por el mismo fue realizado por Herón de Alejandría y Pappus de Alejandría ,pero no fue hasta el siglo XIII que Jordanus de Nemore hizo los cálculos adecuados, pero no fueron aceptados. Curiosamente en el Renacimiento tres personajes hicieron su estudio en el intervalo de diez años : Michael Varro (1584), Simon Stevin (1586) y Galileo Galilei (1592).El estudio más conocido es, como no, el de Galileo, que aprovechó para hacer un estudio de la gravedad comprobando que, al tardar mucho más tiempo en caer el cuerpo que en un movimiento de caída libre, podía medir los tiempos empleados en recorrer espacios iguales resultando que la velocidad iba aumentando. Es decir los cuerpos caen con un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado. Y dejando rodar esferas de distintas masas descubrió que el tiempo empleado no variaba, es decir, un cuerpo no cae más rápido por tener más masa. Y de aquí al descubrimiento de que dos cuerpos caen con la misma aceleración hay dos pasos.
La teoría del plano inclinado
Para explicar la teoría aprovecharé un vídeo que grabé hace algún tiempo, espero que sea suficientemente claro.
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