Secundaria Identificación de las fuerzas involucradas - objeto sobre pendiente

[Ingun]

Hola a todos, y gracias de antemano por este fantástico foro.

Estoy estudiando Fuerzas, y me surge una duda. Mirando el dibujo de plano inclinado de wikipedia:





Estoy simplemente identificando qué tipo de fuerzas actúan.

1) Por un lado G, sería la gravedad.
2) Como consecuencia, existiría una fuerza de sobre el cubo porque se supone en equilibrio, que lo estabiliza frente a G, que tendría dos componentes vectoriales (esta fuerza no está dibujada, pero tendría la misma dirección que G y el sentido contrario, hacia arriba):

2.1) Por un lado, el vector normal N, sería la componente de esta fuerza representada por la fuerza de contacto con la superficie de la caja.
2.2) Por el otro lado, una segunda componente de esta fuerza, representada por un vector que sería la fuerza de rozamiento. Es igual que F1, pero en sentido contrario.

La dificultad está en identificar las fuerzas de reacción. A ver si me podéis ayudar. Yo he identificado lo siguiente:
1) La fuerza de reacción de G es la fuerza que el cubo ejerce sobre la Tierra, como respuesta a la fuerza G de la tierra.
2) La fuerza de reacción de N es F2 (o viceversa, porque son simultáneas), y la fuerza de reacción de la fuerza de rozamiento, que "empuja" el cubo hacia arriba, es F2. estas dos fuerzas son las que mantienen el cubo en equilibrio con respecto a la fuerza ejercida por G.

Mi gran duda: soy capaz de identificar todas las fuerzas, incluídas las de reacción, y de qué tipo son, pero no soy capaz de identificar la fuerza de reacción de la fuerza de rozamiento. Sé que sería F2, pero no sé qué tipo de fuerza es. No puede ser de contacto, ni tampoco de rozamiento, ni de gravedad. ¿Qué tipo de fuerza es la reacción a la fuerza de rozamiento?

Muchas gracias a todos. Espero estar por aquí por mucho tiempo!

[Al2000]

Re: Identificación de las fuerzas involucradas - objeto sobre pendiente

En el esquema te falta la fuerza de rozamiento, la cual haz identificado incorrectamente como la fuerza de reacción del plano.

La fuerza de reacción del plano, correctamente indicada como $\vec N$, es la fuerza que ejercen el conjunto de átomos de la superficie del plano sobre los de la superficie del bloque en "contacto" con élllos. Esta fuerza impide que el bloque interpenetre el plano. Por otra parte hay otra fuerza (no representada en el esquema), la fuerza de fricción, que impide el movimiento relativo de las dos superficies en contacto y en definitiva evita que el bloque desllce hacia abajo del plano inclinado. En el dibujo que presentas habría que añadir una fuerza en color rojo que apunte paralelamente a la superficie inclinada y dirigida hacia arriba (exactamente igual y opuesta a $\vec F_1$).

Saludos,

Al

[Ingun]

Re: Identificación de las fuerzas involucradas - objeto sobre pendiente

Hola Al, muchas gracias por tu respuesta , efectivamente, donde quise decir F1, confundí con F2. Gracias por la corrección.

Yo hubiera dibujado una fuerza opuesta a G, con dos componentes vectoriales. Una de ellas, la fuerza de rozamiento que como bien dices, no está representada en el gráfico (he intentado explicarme en el punto 2.2), y la otra, la fuerza de contacto del plano sobre el cubo, que yo creía, era la N . La fuerza de reacción que se opone a N sería una fuerza que el cubo aplica sobre el plano, F2 (aunque está algo mal dibujado, porque tendría que aplicarse la fuerza en el plano.

Mi gran duda: ¿qué tipo de fuerza sería F1? Es la fuerza opuesta (que garantiza el equilibro) a la fuerza de rozamiento que no está dibujada, pero como bien comentas, sería una fuerza con la misma dirección pero con sentido opuesta a F1? No es una fuerza de contacto, ni es una tensión, ni es gravedad. ¿Es simplemente una fuerza de reacción a la fricción, "sin nombre"?

Muchas gracias por vuestro tiempo y vuestra paciencia.

Edito: ¿puede ser que F1 sea parte de la gravedad, puesto que es un componente vectorial de ésta?

[Al2000]

Re: Identificación de las fuerzas involucradas - objeto sobre pendiente

Amigo, voy a insistir en lo anterior. Asumiendo que el bloque está en equilibrio, el diagrama de fuerzas está incompleto. Además de las dos fuerzas dibujadas en rojo (olvida las dibujadas es azul de momento), existe una tercera fuerza, la fuerza de fricción estática, que impide que el bloque deslice hacia abajo del plano inclinado.

$\vec F_1$ no es una fuerza, si lo quieres ver así, sino solamente una componente correspondiente a una de infinitas maneras de descomponer el peso. No se si la idea que te falta para terminar el cuadro es que la fuerza de fricción (no dibujada) sobre el bloque tiene una correspondiente fuerza de reacción (también una fuerza de fricción) que actúa sobre el plano inclinado y que intenta arrastrar al plano hacia la izquierda siguiendo el movimiento del bloque.

Quizá sea útil conceptualmente que dibujes las fuerzas que actúan sobre el plano inclinado: la fuerza de contacto del bloque, la fuerza de fricción del bloque sobre el plano, el propio peso del plano y la reacción normal del suelo sobre el plano.

Saludos,

Al