• O QUE É UM PLANO INCLINADO.
• COMO VARIA A VELOCIDADE DE UM CORPO AO ESCORREGAR NUM PLANO INCLINADO.
• COMO REPRESENTAR AS FORÇAS EM UM CORPO QUE DESCE UM PLANO INCLINADO.
• COM CALCULAR A  RESULTANTE DAS FORÇAS QUE ATUAM EM UM CORPO QUE SOBE UMA RAMPA COM VELOCIDADE CONSTANTE . 

• VELOCIDADE
• ACELERAÇÃO 
• FORÇA 

1. O que é um plano inclinado. 

Nesta etapa deve ficar evidente, como a inclinação do plano pode contribuir para o aumento da velocidade de um corpo colocado no plano para escorregar. 

O professor pode iniciar a discussão questionando a turma sobre a seguinte situação:
 

1. Um menino está num carrinho de rolimã ou num skate e quer descer uma rua inclinada, se ele ainda é iniciante no esporte, em qual rua terá mais medo?
   Resposta: lógico que na rua mais inclinada terá mais medo. 
    
2. Por que na rua mais inclinada o iniciante tem mais medo?
   Resposta: na rua inclinada a sua velocidade ao final da rampa será maior e com isso poderá provocar uma queda. 
    
3. O que faz com que na rua mais inclinada o menino aumente mais a velocidade no mesmo intervalo de tempo.?
   Resposta: Como iremos induzir a seguir, a componente de força que contribui para o aumento da velocidade é proporcional ao ângulo entre o plano e a horizontal. 

O professor deve apresentar agora o simulador de um escorregador, do site a seguir: 

http://www.fisica.ufpb.br/~romero/objetosaprendizagem/Rived/03bForcasPlanoInclinado/animacao/anim.html

Usando o simulador :

Figura 1. Simulador do plano inclinado do endereço: http://www.fisica.ufpb.br/~romero/objetosaprendizagem/Rived/03bForcasPlanoInclinado/animacao/anim.html

Para iniciar a simulação, o professor deve  seguir as etapas abaixo. 

1. Coloque ângulo 10 , coeficiente de atrito 0 e massa 1. Em seguida destrave clicando em trava e veja o movimento. Observe bem e repita o processo, clicando em restaurar, depois em gráfico e depois destrave e observe bem o gráfico de velocidade. 
2. Aumente o ângulo para 20 , mantenha o coeficiente de atrito 0 e massa 1. Em seguida destrave clicando em trava e veja o movimento. Observe bem e repita o processo, clicando em restaurar, depois em gráfico e depois destrave e observe bem o gráfico de velocidade.
3. Compare os gráficos obtidos nos itens 1 e 2.
4. Peça aos alunos  que, em grupo,  discutam em qual das situações a velocidade aumentou mais rapidamente?
5.  Dê uma explicação para esta diferença em função da inclinação. 
6. Após a discussão em grupo, os alunos devem socializar o resultado alcançado pelo grupo com os demais alunos da turma. Cada grupo deve ter seu tempo e após a apresentação dos relatos,  o professor deve concluir junto a turma o que causou maior aumento da velocidade. 

Ao final verifica-se que quanto maior a inclinação do plano, ou seja , quanto maior o ângulo entre o plano e a horizontal, maior será o aumento da velocidade por intervalo de tempo. Assim , maior ângulo implica em maior aceleração. 

2. Analisando as forças que atuam num corpo que desloca num plano inclinado. 

Para iniciar nosso estudo sobre as forças que atuam num corpo colocado no plano que se inclina, exiba a animação a seguir:

Plano Inclinado 

Repita esta animação várias vezes e peça que os alunos em grupo busquem uma explicação para as questões que seguem:

1. Com o aumento da inclinação o que acontece com a força de reação do plano sobre a caixa (Força Normal , representada em amarelo no gráfico)? 
2. A força que a corda faz no bloco (representada na cor laranja) varia de que forma?
3. Para que ângulo a força da corda é igual a foça normal (VEJA PELO GRÁFICO)?
4. Figura 2
   
   
   
   Figura 2. Representação da animação, quando o valor do ângulo atinge 45^o e sua tangente vale 1, o valor da Normal é igual ao valor da força que a mola faz no bloco, imagem por D R Ventura. 
    
5. Observe que a partir de 45 graus a força da mola sobre o bloco aumenta e a força normal vai diminuindo, porque isto acontece?
6. Quando a força normal se anula o que se observa para a força na corda e a força peso?

As forças devem ser analisadas separadamente pelos grupos e ao final os grupos devem apresentar suas conclusões sobre estas e deve ficar claro nas explicações que tanto a força normal, quanto a força na corda, tem intensidade proporcionais as componentes perpendiculares e tangenciais da força peso,  respectivamente. Como pode ser observado na figura 3, quando o ângulo vale 45^o, as componentes se igualam, pois sen 45^o =  cos 45^o.

Figura 3.  Forças que atuam no bloco em equilíbrio num plano inclinado ,  Tração (T)  e Normal (N) como  componentes da força Peso (P), imagem por D R Ventura. 

3. Plano inclinado com atrito. 

Nesta etapa deve ser incluída a força de atrito e estudar o movimento uniforme e a iminência de movimento. 

O professor deve apresentar um outro recurso a seguir que demonstra um movimento com velocidade constante e as forças correspondentes:

Plano inclinado 
 

A figura abaixo representa a situação de um plano sem atrito com inclinação de 45^o, nela pode ser observado que a força tangente é igual a força normal. 




Figura 4. Ambiente do objeto educacional que simula a situação de plano inclinado, imagem do endereço:
 http://objetoseducacionais2.mec.gov.br/bitstream/handle/mec/12648/open/file/inclplane_br.htm?sequence=18&eventSource=2

Com o simulador acessado nos computadores do laboratório ou na sala de projeção, realize algumas simulações que induzam a uma análise das forças que atuam no bloco durante o seu deslocamento. 

Com a turma dividida em grupos, peça que cumpram as etapas a seguir e anotem as conclusões sobre o que observaram:

1. Faça o bloco subir com os seguintes parâmetros: 
   Clique em reiniciar, ajuste para vetores, ângulo de inclinação 30^o,  peso = 10 N e coeficiente de atrito 0.
   Clique em iniciar e pause quando estiver no meio da rampa.
   Observe as forças e anote o observado. Se possível salve a figura.
   Veja a força necessária e a força componente paralela, que corresponde a componente do peso. 
    
2. Faça o bloco subir com os novos parâmetros: 
   Clique em reiniciar, ajuste para vetores, ângulo de inclinação 30^o,  peso = 10 N e coeficiente de atrito 0,5. 
   Clique em iniciar e pause quando estiver no meio da rampa.
   Observe as forças e anote o observado. Se possível salve a figura. 
   Veja a força necessária e a força componente paralela, compare na figura o que surgiu de novo.
   O que representa a componente de cor preta na figura. Porque ela é contrária ao movimento. 
    
3. Compare as diferenças entre as situações  1 e 2 , sem atrito e com atrito. Analise o diagrama de forças e explique o que muda quando se varia o ângulo apenas.
4. Repita a simulação variando apenas o ângulo de 30 para 45 e depois para 15. 

Após realizar as simulações e anotações em grupo, os alunos devem escolher um representante de cada grupo para socializar com os demais os seus resultados. Este resultado pode ser apresentado para toda a turma, sendo cada grupo na sua vez. Ao final o professor deve fazer as considerações finais e ressaltar:

Quando não há força de atrito, a força necessária para arrastar o bloco com velocidade constante ao longo da rampa  deve ser igual a componente do peso paralela a rampa, a componente paralela. Com a inclusão do coeficiente de atrito a força tem que ser maior que esta componente, pois surge a força de atrito que opõe ao movimento do bloco, sendo necessário uma força que é a soma da força de atrito com a força paralela. Variando o ângulo, encontramos outras situações de equilíbrio, mas sempre temos força resultante igual a zero, pois sendo assim, não existirá aceleração e o móvel terá velocidade constante. 

UMA EXPLICAÇÃO DETALHADO SOBRE PLANO INCLINADO SEGUIDA DE EXERCÍCIOS PODE SER ACESSADA EM ;

http://www.fisica.net/mecanicaclassica/planoinclinado.pdf

COMPONENTES DA FORÇA PESO:

http://www.youtube.com/watch?v=ojVBoqEz3pY

Plano inclinado e atrito , exemplos e exercícios. 

http://www.supletivounicanto.com.br/docs/cd/F%EDsica/1%B0%20ano/08-plano%20inclinado%20e%20atrito.pdf

APÓS ESTUDAR O PLANO INCLINADO O ALUNO DEVE SER CAPAZ DE: