Diagramas de Cuerpo Libre

 

DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE Un diagrama de cuerpo libre muestra a un cuerpo aislado con todas las uer!as "en orma de #ectores$ %ue act&an sobre 'l "incluidas( si las )a*( el peso peso(( la normal(  el ro!amiento ro!amiento(( la tensi+n( etc,$, -o aparecen los pares de reacci+n reacci+n(( *a %ue los mismos est.n aplicados siempre en el otro cuerpo, Un diagrama de cuerpo libre " DCL$ es un diagrama #ectorial %ue describe todas las uer!as %ue act&an sobre un cuerpo u ob/eto en particular, Consiste en colocar la part0cula en el origen de un plano de coordenadas( * representar a las uer!as %ue act&an sobre ella por medio de los #ectores correspondientes( todos concurrentes en el origen, La ma*or aplicaci+n de los DCL es #isuali!ar me/or el sistema de uer!as %ue act&an sobre un cu cuer erpo po11 ad adem em.s .s(( se id iden enti tii ica can n me me/o /orr la lass u uer er!a !ass pa pare res( s( co como mo la de ac acci ci+n +n 2 re reac acci ci+n +n * la lass componentes de las uer!as, Si en un sistema e3isten dos o m.s cuerpos de inter's( 'stos se deben separar * cada uno tiene un DCL propio con sus respecti#as uer!as actuando, Ejemplo, Constru*a el DCL para el siguiente sistema4

La part0cula de inter's para 'ste caso es el blo%ue de masa m( pero para el caso( las uer!as concurren en un mismo punto( el nodo %ue une las tres cuerdas de la igura, Entonces( el origen de coordenadas se situar. en 'se punto, Las uer!as %ue act&an son4 la tensi+n de la cuerda A "5a$( "5a$( la tensi+n de la cuerda B "5b$ * el peso 6 del blo%ue de masa m,

 

En algunos casos( es con#eniente girar el e/e de coordenadas, Esto normalmente se )ace cuando la part0cula tiene un mo#imiento sobre una supericie inclinada( * se acilita el c.lculo de las componentes si los e/es tienen la misma direcci+n de la supericie, Ejemplo, Constru*a el DCL para el blo%ue de masa M de la igura4

El blo%ue de masa M tiene un mo#imiento sobre un plano inclinado, Para el caso( el DCL ser. me/or  manipulado si se inclinan los e/es, Las uer!as %ue act&an son tres, Dos de ellas son el peso 6 del blo%ue( siempre dirigido )acia aba/o * la tensi+n de la cuerda con la %ue el autob&s )ala el blo%ue, La tercera uer!a es debida a la tercera le* de -e6ton4 el blo%ue e/erce una uer!a sobre el plano %ue la sostiene( as0 como el plano )ace una uer!a sobre el blo%ue( pero en direcci+n contraria, 7sta uer!a se llama uer!a normal 8-( debido a %ue perpendicular "normal$ a la supericie del plano, Se representan 'stas tres uer!as en el DCL del es blo%ue M4

Ejemplo, Un cuadro de 9 :g se cuelga de un cla#o como se muestra en la igura( de manera %ue las cuerdas %ue lo sostienen orman un .ngulo de ;8* ? < ? 5a sen ;