Che cos'è un piano inclinato?
Un piano inclinato è una delle sei semplici macchine definite dai primi scienziati che vengono utilizzate con riferimento alla fisica o alla meccanica. Le altre cinque sono leve, pulegge, viti, zeppe, ruote e assi. Queste semplici macchine sono state progettate per ingrandire o reindirizzare la forza in modo tale da massimizzare la quantità di lavoro che potrebbero svolgere. In poche parole, un piano inclinato è un oggetto che ha una superficie piana ed è inclinato ad un angolo fisso.
Il vantaggio meccanico offerto da questa macchina è una quantità ridotta di forza richiesta per spostare oggetti tra posizioni con diverse altezze. Senza l'aereo, spostare un oggetto in verticale richiederebbe molta più forza. Inoltre, può aiutare a spostare gli oggetti in modo sicuro verso il basso.
Usando ad esempio lo scivolo di un bambino in un parco giochi, se il bambino si trova su una piattaforma sopra il suolo e se dovesse cadere dalla piattaforma verso il basso, ha una forte probabilità di rimanere ferito. È vero che sarebbe più veloce, ma sicuramente non è sicuro. Se un bambino usa una diapositiva, un esempio di piano inclinato, scenderà a un ritmo più lento e più sicuro. Allo stesso modo, se il bambino cercasse di arrampicarsi fino in cima, richiederebbe molto più sforzo che se camminasse sulla diapositiva.
Un piano inclinato ha molte applicazioni e ce ne sono molti esempi nella vita quotidiana delle persone. Alcuni esempi sono rampe, scivoli, scivoli, coltelli e boccaporti. Può sembrare strano che un coltello venga classificato in questo modo, ma uno sguardo ravvicinato alla lama di un coltello rivela la pendenza verso il basso.
Quando un oggetto si trova su un piano inclinato, ci sono tre forze principali su di esso. Queste forze sono forza normale, forza gravitazionale e forza di attrito. Mentre la resistenza dell'aria è una forza sull'oggetto, di solito non viene considerata perché in genere è trascurabile. La forza normale è la forza esercitata sull'oggetto perpendicolare (90 °) all'inclinazione. La forza gravitazionale è la forza che tira l'oggetto direttamente sotto di esso. Infine, la forza di attrito è parallela al piano. Invece di usare tentativi ed errori, una persona può predeterminare se un oggetto può essere spostato su un piano usando una formula che coinvolge queste tre forze, la massa dell'oggetto e l'angolo dell'inclinazione.