Estudiar para el lunes 14 Octubre 2014
Un diagrama de cuerpo libre (DCL) es un diagrama vectorial que describe todas las fuerzas que actúan sobre un cuerpo u objeto en particular . Consiste en colocar la partícula en el
origen de un plano de coordenadas, y representar a las fuerzas que
actúan sobre ella por medio de los vectores correspondientes, todos
concurrentes en el origen.
La mayor aplicación de los DCL es
visualizar mejor el sistema de fuerzas que actúan sobre un cuerpo;
además, se identifican mejor las fuerzas pares, como la de acción -
reacción y las componentes de las fuerzas. Si en un sistema existen dos o
más cuerpos de interés, éstos se deben separar y cada uno tiene un DCL
propio con sus respectivas fuerzas actuando.
Ejemplo. Construya el DCL para el siguiente sistema:
Las fuerzas que actúan
son: la tensión de la cuerda A (Ta), la tensión de la cuerda B (Tb) y el
peso w del bloque de masa m.
En algunos casos, es conveniente
girar el eje de coordenadas. Esto normalmente se hace cuando la
partícula tiene un movimiento sobre una superficie inclinada, y se
facilita el cálculo de las componentes si los ejes tienen la misma
dirección de la superficie.
Ejemplo. Construya el DCL para el bloque de masa M de la figura:
Las fuerzas
que actúan son tres. Dos de ellas son el peso w del bloque, siempre
dirigido hacia abajo y la tensión de la cuerda con la que el autobus
hala el bloque.
La tercera fuerza es debida a la tercera ley de Newton: el bloque ejerce una
fuerza sobre el plano que la sostiene, asi como el plano hace una
fuerza sobre el bloque, pero en dirección contraria. Ésta fuerza se
llama fuerza normal N, debido a que es perpendicular (normal) a la
superficie del plano. Se representan éstas tres fuerzas en el DCL del
bloque M:
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