Diagrama de Cuerpo libre

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Sistema de Referencia para ubicar las fuerzas que actúan en cada partícula

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Yanoski Calatrava

Venezuela

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1 de Marzo de 2024

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alison bonilla

23 de Septiembre de 2020

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Ingrid García

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Juan Pablo salgado Salgado

26 de Agosto de 2021

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Luis Fabian Quimbiamba Simbaña

9 de Enero de 2023

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6

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3 de Marzo de 2024

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sebastian ramirez

1 de Marzo de 2024

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8

Jholvert Causado

1 de Marzo de 2024

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Sara Franco

24 de Septiembre de 2020

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Daniel Torres

25 de Septiembre de 2020

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Diagrama de Cuerpo libreVersión en línea Sistema de Referencia para ubicar las fuerzas que actúan en cada partícula por Yanoski Calatrava 1 Diagrama de Cuerpo Libre D.C.L.. 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. 2 ¿Cómo construir un diagrama de cuerpo libre? Paso para construir un diagrama de Cuerpo Libre D.C.L. 1. Identifique las condiciones del problema. Asegúrese de colocar todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo de análisis. Éstas fuerzas deben tener las direcciones (ángulos) y sentidos correctos. 2. Si son varios cuerpos de estudio, sepárelos. Cada uno tiene su propio DCL. Si el sistema es de dos cuerpos y aparece una fuerza entre ellas, no olvide colocar las de acción y reacción en su respectivo DCL. 3. Las fuerzas se representan como vectores con su origen situado al centro de un sistema de coordenadas rectangulares. Generalmente es el plano cartesiano, aunque puede estar inclinado. 3 Ejemplo 1 de DCL Un cuerpo se encuentra en estado de equilibrio traslacional si y sólo si la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre él es igual a cero. Cuando un cuerpo está en equilibrio, la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es cero. En este caso, Rx como Ry debe ser cero; es la condición para que un cuerpo esté en equilibrio. Se tiene el siguiente sistema mostrado en la figura, donde una masa esta atada de una cuerda y a su vez esta la sostiene dos cuerdas. 4 DCL 1 y 2 Se hace un DCL a La partícula de interés para éste caso es el bloque de masa m, Ver figura a. Las fuerzas que actúan son: la tensión de la cuerda 3 (T3) y el peso P del bloque de masa m. Pero para el caso, las fuerzas concurren en un mismo punto, el nodo que une las tres cuerdas de la figura b. Entonces, el origen de coordenadas se situará en ése punto. Las fuerzas que actúan son: la tensión de la cuerda 1 (T1), la tensión de la cuerda 2 (T2) y el peso w del bloque de masa m. De manera vectorial las Tensiones 1 y 2 estan inclinadas en el sistema de referencia, el cual tendrán componentes tanto ene x como en y, mientras que la tensión 3 tiene componentes solo en el eje y. 5 Ejemplo 2 de DCL 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. 6 DCL 1 Inclinado El bloque de masa M tiene un movimiento sobre un plano inclinado. Para el caso, el DCL será mejor manipulado si se inclinan los ejes. Las fuerzas que actúan son tres. Dos de ellas son el peso P del bloque, siempre dirigido hacia abajo y la tensión de la cuerda con que se sostiene 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.

Diagrama de Cuerpo libreVersión en línea

Sistema de Referencia para ubicar las fuerzas que actúan en cada partícula

Diagrama de Cuerpo Libre D.C.L..

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.

¿Cómo construir un diagrama de cuerpo libre?

Paso para construir un diagrama de Cuerpo Libre D.C.L.

1. Identifique las condiciones del problema. Asegúrese de colocar todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo de análisis. Éstas fuerzas deben tener las direcciones (ángulos) y sentidos correctos.

2. Si son varios cuerpos de estudio, sepárelos. Cada uno tiene su propio DCL. Si el sistema es de dos cuerpos y aparece una fuerza entre ellas, no olvide colocar las de acción y reacción en su respectivo DCL.

3. Las fuerzas se representan como vectores con su origen situado al centro de un sistema de coordenadas rectangulares. Generalmente es el plano cartesiano, aunque puede estar inclinado.

Ejemplo 1 de DCL

Un cuerpo se encuentra en estado de equilibrio traslacional si y sólo si la suma vectorial de las fuerzas que actúan sobre él es igual a cero.

Cuando un cuerpo está en equilibrio, la resultante de todas las fuerzas que actúan sobre él es cero. En este caso, Rx como Ry debe ser cero; es la condición para que un cuerpo esté en equilibrio.

Se tiene el siguiente sistema mostrado en la figura, donde una masa esta atada de una cuerda y a su vez esta la sostiene dos cuerdas.

DCL 1 y 2

Se hace un DCL a La partícula de interés para éste caso es el bloque de masa m, Ver figura a.

Las fuerzas que actúan son: la tensión de la cuerda 3 (T3) y el peso P del bloque de masa m.

Pero para el caso, las fuerzas concurren en un mismo punto, el nodo que une las tres cuerdas de la figura b. Entonces, el origen de coordenadas se situará en ése punto.

Las fuerzas que actúan son: la tensión de la cuerda 1 (T1), la tensión de la cuerda 2 (T2) y el peso w del bloque de masa m.

De manera vectorial las Tensiones 1 y 2 estan inclinadas en el sistema de referencia, el cual tendrán componentes tanto ene x como en y, mientras que la tensión 3 tiene componentes solo en el eje y.

Ejemplo 2 de DCL

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.

DCL 1 Inclinado

El bloque de masa M tiene un movimiento sobre un plano inclinado. Para el caso, el DCL será mejor manipulado si se inclinan los ejes. Las fuerzas que actúan son tres. Dos de ellas son el peso P del bloque, siempre dirigido hacia abajo y la tensión de la cuerda con que se sostiene 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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