El plano sin fricción es un concepto de los escritos de Galileo Galilei . En su obra Las dos nuevas ciencias de 1638 , [1] Galileo presentó una fórmula que predecía el movimiento de un objeto que se movía hacia abajo en un plano inclinado . Su fórmula se basó en sus experimentos anteriores con cuerpos en caída libre. [2] Sin embargo, su modelo no se basó en la experimentación con objetos que se movían hacia abajo en un plano inclinado, sino en su modelado conceptual de las fuerzas que actúan sobre el objeto. Galileo entendía la mecánica del plano inclinado como la combinación de vectores horizontales y verticales ; el resultado de la gravedad que actúa sobre el objeto, desviada por la pendiente del avión. [3]
Sin embargo, las ecuaciones de Galileo no contemplan la fricción , y por tanto no predicen perfectamente los resultados de un experimento real . Esto se debe a que siempre se pierde algo de energía cuando una masa aplica una fuerza normal distinta de cero a otra. Por lo tanto, la velocidad , aceleración y distancia recorrida observadas deberían ser menores de lo que predice Galileo. [4] Esta energía se pierde en formas como el sonido y el calor. Sin embargo, a partir de las predicciones de Galileo sobre un objeto que se mueve hacia abajo por un plano inclinado en un entorno sin fricción, creó la base teórica para una predicción experimental en el mundo real extremadamente fructífera. [5]
Los aviones sin fricción no existen en el mundo real. Sin embargo, si lo hicieran, uno puede estar casi seguro de que los objetos sobre ellos se comportarían exactamente como predice Galileo. A pesar de su inexistencia, tienen un valor considerable en el diseño de motores, motores, carreteras e incluso plataformas de grúas, por nombrar algunos ejemplos. [6]
El efecto de la fricción sobre un objeto que desciende por un plano inclinado se puede calcular como
donde es la fuerza de fricción ejercida por el objeto y el plano inclinado entre sí, paralela a la superficie del plano, es la fuerza normal ejercida por el objeto y el plano entre sí, dirigida perpendicular al plano, y es la coeficiente de fricción cinética . [7]
A menos que el plano inclinado esté en el vacío , también se pierde (normalmente) una pequeña cantidad de energía potencial debido a la resistencia del aire .
