Diagrama de cuerpo libre (DCL)

Diagrama de Cuerpo Libre (DCL) y Segunda Ley de Newton

A continuaci贸n en esta publicaci贸n explicaremos que son los diagramas de cuerpo libre (DCL), como construirlos y como usar los diagramas de cuerpo libre para hallar inc贸gnitas de 3 ejercicios aplicando la segunda ley de newton.

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Que son los diagramas de cuerpo libre (DCL)?

Los diagramas de cuerpo libre son representaciones gr谩ficas muy utilizadas a menudo por f铆sicos e ingenieros para analizar todas las fuerzas actuantes sobre un cuerpo. Es un elemental caso particular de un diagrama de fuerzas. El diagrama de cuerpo libre facilita la identificaci贸n de las fuerzas actuantes que deben tenerse en cuenta para la resoluci贸n de un problema f铆sico. Tambi茅n se emplean para el an谩lisis de las fuerzas internas que act煤an en estructuras. Con la correcta elaboraci贸n de un diagrama de cuerpo libre y haciendo uso de la segunda ley de newton podremos hallar todas las inc贸gnitas que nos piden este tipo de ejercicios.

Que establece la segunda ley de newton?

La Segunda Ley de Newton tambi茅n conocida como Ley Fundamental de la Din谩mica, es la que determina una relaci贸n proporcional entre fuerza y variaci贸n de la cantidad de movimiento o momento lineal de un cuerpo. Dicho de otra forma, la fuerza es directamente proporcional a la masa y a la aceleraci贸n de un cuerpo.

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Como nos dice que que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleraci贸n que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, por lo tanto podemos expresar la relaci贸n de la siguiente manera

F = m.a

Por otra parte es importante saber que al momento de realizar la sumatoria de fuerzas horizontales y verticales del DCL. tomemos en cuenta lo siguiente:

  • Se debe igualar la sumatoria de fuerzas (危F) a masa por aceleraci贸n, 煤nicamente cuando exista movimiento en el sentido de las fuerzas (Din谩mica).
  • Se debe igualar la sumatoria de fuerzas (危F) a cero, cuando no exista movimiento en el sentido de las fuerzas (Est谩tica).

Fuerzas externas presentes en un elemento apoyado sobre una superficie y sometido a fuerzas

Fuerza Normal (N)

Es una fuerza que act煤a perpendicular a la superficie y esta presente siempre que el elemento este apoyado sobre una superficie.

Fuerza Normal
Fuerza Normal

Fuerza de Roce (FR)

Se produce por el constante roce entre el elemento y la superficie. Esta va en sentido contrario al sentido del movimiento.

Fuerza de roce
Fuerza de Roce

Fuerza del Peso Propio del Elemento (W)

Como su nombre lo indica es producto del peso del elemento y va en sentido hacia abajo. Siempre apuntando al centro de gravedad del planeta tierra.

Fuerzas Externas (F o T)

Fuerzas a las cuales esta sometida el elemento y pueden ir en cualquier direcci贸n.

Ecuaciones que utilizaremos para la resolucion de ejercicios de DCL y segunda Ley de Newton:

危F =m.a

donde:

  • F= fuerzas
  • m= masa
  • a= aceleraci贸n

FR = N. 渭

donde:

  • FR= Fuerza de Roce
  • N= Fuerza Normal
  • 渭= coeficiente de roce

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