📐 Piano Inclinato

📖 1. Il Piano Inclinato

Il piano inclinato è una macchina semplice che permette di sollevare carichi pesanti riducendo l'intensità della forza motrice necessaria.

La forza peso P, sempre diretta verticalmente verso il basso, viene scomposta lungo due direzioni perpendicolari:

  • P∥ (parallela al piano): tende a far scivolare il corpo verso valle.
  • P⊥ (perpendicolare al piano): preme il blocco contro la superficie della rampa.

2. Scomposizione della Forza Peso

Dato l'angolo di inclinazione θ rispetto all'orizzontale:

P∥ = P · sinθ = m · g · sinθ
P⊥ = P · cosθ = m · g · cosθ

All'aumentare dell'angolo θ, la componente scivolante P∥ cresce, mentre la forza premente P⊥ si riduce.

3. La Reazione Vincolare Normale

Il piano reagisce alla compressione esercitando una forza normale vincolare N perpendicolare alla superficie e diretta verso l'esterno:

|N| = |P⊥| = m · g · cosθ

La risultante delle forze ortogonali al piano è sempre nulla: non vi è moto lungo la direzione perpendicolare alla rampa.

4. Condizione di Equilibrio con Attrito

L'attrito statico si oppone alla tendenza allo scivolamento con intensità massima:

Fs,max = μs · N = μs · m · g · cosθ

Il blocco rimane in equilibrio statico se la componente parallela non supera tale soglia:

P∥ ≤ Fs,max ⇒ tanθ ≤ μs

5. Equilibrio con la Molla

Se il blocco è vincolato a una molla di costante k, all'equilibrio statico la reazione elastica contrasta la discesa:

Fel = P∥ ⇒ k · Δx = m · g · sinθ

L'allungamento di equilibrio della molla lungo la rampa vale dunque:

Δx = (m · g · sinθ) / k
Rappresentazione Vettoriale delle Forze sul Piano Inclinato
━ Peso P ━ Componente P∥ ━ Componente P⊥ ━ Normale N ━ Attrito Fatt
Stato del Corpo EQUILIBRIO
Comp. Parallela (P_∥) 0.0 N
Comp. Normale (N = P_⊥) 0.0 N
Attrito Reale (F_att) 0.0 N

Tipo di Esperimento

Scegli la configurazione fisica da simulare.

Visualizzazione Forze

Inclinazione (θ)

Angolo del piano in gradi:

Massa del Blocco (m)

Massa in chilogrammi (kg):
Accelerazione di gravità (g):

Attrito Statico (μs)

Superficie a contatto:

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