Diagrama de cuerpo libre Para resolver problemas de equilibrio de los cuerpos es importante aislarlos unos de otros, ello permite hacer un análisis de las fuerzas conocidas que actúan sobre un cuerpo, así como las que se desconocen y se desea calcular.

Cuando se aísla un cuerpo sobre él aparecen únicamente las fuerzas externas que soporta, las cuales son ocasionadas por tener contacto con otros cuerpos o por atracción gravitacional. Este procedimiento gráfico para aislar un cuerpo recibe el nombre de Diagrama de cuerpo libre. Los pasos a seguir para hacer un diagrama de cuerpo libre son:

a) Hacer un dibujo que represente claramente el problema que se desea resolver (sólo si no se proporciona la figura; si aparece, siga con el paso b). b) Construya un diagrama de cuerpo libre sustituyendo por medio de fuerzas todo aquel efecto que recibe el cuerpo, provocado por su contacto con otros cuerpos o por la fuerza gravitacional y que originen que se encuentren en equilibrio. Indique la magnitud, dirección y sentido de las fuerzas conocidas. Use símbolos para señalar las cantidades que se desconocen.

c) Haga un sistema de referencia utilizando ejes rectangulares y coloque al cuerpo en equilibrio en el origen del sistema de coordenadas. d) Aplique las condiciones de equilibrio que necesite para encontrar las respuestas a las incógnitas buscadas. Dichas ecuaciones son: ΣFx=0, ΣFy=0, ΣM=0.

FUERZAS EXTERNAS E INTERNAS. Fuerzas externas: representan la acción que ejercen otros cuerpos sobre el cuerpo rígidos, son las responsables del comportamiento externo del cuerpo rígido, causarán que se mueva o aseguraran su reposo. Fuerzas internas: son aquellas que mantienen unidas las partículas que conforman el cuerpo rígido. Se puede concluir que cada una de las fuerzas externas que actúan sobre un cuerpo rígido pueden ocasionar un movimiento de traslación, rotación o ambas siempre y cuando dichas fuerzas no encuentren ninguna oposición.

Ejemplos de construcción de diagramas de cuerpo libre. 1.- Dos cuerdas A y B sostienen a un objeto cuyo peso es de 40 libras, la cuerda A, está en forma horizontal, y la cuerda B forma un ángulo de 60° respecto al techo, como se ve en la figura siguiente. Elabore el diagrama de cuerpo libre.

Esquema Diagrama de cuerpo libre / / / / 60º / 60º / B A / A w = / 40lb / w =40lb

Ejemplos 2 2.- Una pelota de 100 N sostenida por una cuerda A, estirada un lado en forma horizontal mediante una cuerda B y sometida de tal manera que la cuerda A forma un ángulo de 40º techo. Elaborar el diagrama de cuerpo libre.

Ejemplo 2 Esquema Diagrama de cuerpo libre By B 40º 40º B A Bx A W W

Ejemplo 3. Una pelota de 100 N suspendida de un cordel es tirada hacia un lado por otro cordel B y mantenida de tal forma que el cordel A forme un ángulo de 30° con la pared vertical . Dibuje el Diagrama de cuerpo libre.

Ejemplo 3. Esquema Diagrama de cuerpo libre B A B 60° W = 100 N 0 N AA A 30° 60° B W = 100 N

Ejemplo 4 Dos cuerdas T1 y T2, sostienen a un objeto cuyo peso es de 700 Newtons, como se ve en la figura siguiente. La cuerda T1 forma un ángulo de 45° y la cuerda T2 forma un ángulo de 50° respecto al techo. Dibuje el diagrama de cuerpo libre.

Ejemplo 4. Esquema Diagrama de cuerpo libre T1 T2 45° 50° T1 T2 50° W = 700 N 700 N