Piano inclinato: forza normale, di attrito, forza peso

Un corpo su un piano inclinato tende a scivolare verso il basso lungo la superficie. La velocità con cui il corpo scivola dipende dall’inclinazione del piano inclinato. Quanto maggiore è l’inclinazione tanto maggiore è la velocità con cui il corpo tende a scivolare verso il basso.

Il piano inclinato è una macchina semplice utilizzata per lo spostamento di corpi con uno dispendio di energia minore a quello per il loro sollevamento verticale.

Per piano inclinato si intende una superficie piana che forma un angolo θ rispetto alla verticale con θ minore di 90° e maggiore di 0°. Esso può essere liscio e pertanto non si considerano le forze di attrito o scabro e, in tal caso, è necessario considerare l’attrito e conoscerne il coefficiente.

Per comprendere il tipo di moto di un corpo su un piano inclinato è importante analizzare le forze agenti

Forza normale

La forza normale o reazione vincolare su un piano orizzontale ha lo stesso modulo della forza peso ma è diretta verso l’alto. Invero la forza normale è sempre perpendicolare al piano quindi nel caso del piano inclinato non ha la stessa direzione e verso della forza peso

Forza peso

La forza peso mg è diretta verso il basso ma si considerano le sue componenti che sono una parallela alla superficie del piano  e l’altra diretta perpendicolarmente ad esso

Detto θ l’angolo la componente della forza parallela alla superficie vale mg senθ  e quella perpendicolare vale mg cos θ. Si è indicata con m la massa del corpo e con g l’accelerazione di gravità.

La componente perpendicolare ha direzione opposta alla forza normale e come tale bilancia la forza normale. Quella  parallela non è bilanciata da nessun’altra forza. Il corpo quindi accelererà lungo il piano inclinato a causa della presenza della sua presenza. Pertanto la componente parallela della forza di gravità è la forza netta.

componenti forza di gravitàForza di attrito

In presenza di forza di attrito o di altri tipi di forze essa va considerata nel computo della forza netta agente sul corpo. Pertanto la forza di attrito va sottratta alla componente parallela della forza peso

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