DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE

INSTITUTO POLITÉCNICO
NACIONAL
ACADEMIA DE FÍSICA
PROF: VíCTOR MARTÍN GALLARDO HERNÁNDEZ

DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE:
- PARTÍCULA
- CUERPO RÍGIDO

UNIDAD PROFESIONAL INTERDISCIPLINARIA DE
INGENIERÍA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS

Es
un
diagrama
“espacial” en donde
se representan las
fuerzas
que
se
ejercen sobre un
cuerpo en estudio
(partícula o
cuerpo
rígido).

Y

T

N
f
Fx
Fy
W

W=
pesoN
= fuerza normal 90° respecto
de
T
Fx y=tensión
Fy = fuerzas componentes debido a
apoyos
f = fuerza de fricción o rozamiento fs o fk.

x

PROCEDIMIENTO PARA LA
CONSTRUCCIÓN DE DIAGRAMAS DE
CUERPO LIBRE
 El

diagrama de cuerpo libre de la
diapositiva anterior sólo es un ejemplo.

 Las fuerzas y otras cantidades físicas no

se pueden apreciar a simple vista, debido
a que son conceptosabstractos. Sin
embargo, conociendo sus nombres,
definición y causas; irás ejercitando tu
imaginación para identificar la forma en
que actúan sobre los cuerpos en estudio
y representarlas en el esquema del
fenómeno físico para después realizar el

LOS DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE SE
CONSTRUYEN PARA UNA PARTÍCULA O PARA UN
CUERPO RIGIDO:
PARTÍCULA: Se considera así a cualquier cuerpo
que no importando sutamaño y forma, está
sujeto a la acción de un sistema de fuerzas
concurrente. Sistema que provoca en los
cuerpos el reposo o el movimiento de
traslación, más nunca de rotación.
CUERPO RÍGIDO: Se considera así a cualquier
cuerpo que no importando su tamaño y forma,
está sujeto a la acción de un sistema de fuerzas
paralelo o arbitrario; estos sistemas de fuerza
provocan en los cuerpos el reposo o elestado
de movimiento de traslación y/o de rotación.

LAS FUERZAS A IDENTIFICAR PARA
RESOLVER PROLEMAS
FUERZADE ESTÁTICA
Y DINAMICA
SON:
NORMAL

TENSIÓN

FRICCIÓN
FUERZAS

FUERZAS DE
APOYOS

PESO

* La primera fuerza a identificar es
el peso (W) o fuerza de gravedad
(Fg), fuerza que para cuerpos de
estructura molecular uniforme y
forma
geométrica
regular
se
considera que actúa en el centro
geométricodel cuerpo y dirigida en
la misma dirección y sentido del
campo
gravitacional
que
comúnmente el de la tierra.
W

El peso vertical hacia abajo respecto a la horizontal, debido a que es el sentido del
F
campo gravitacional de la tierra
W = mg

W = mg

W = mg

θ

r
θ

W = mg
W = mg

W = mg

W = mg

W = mg
W1 = m1g
θ

W2 = m2g

θ

θ

θ

W 1 = m1g

W = mg

σ

W 2 = m2g

β

W 2 = m2g

W1 = m1g

W = mg• Otra fuerza a considerar en un
diagrama de cuerpo libre es la
fuerza
normal
N,
geométricamente
la
palabra
normal significa “90° respecto
de”, en este caso es respecto a la
superficie de contacto y dirigida
desde ésta hacia el centro
geométrico o de gravedad de el o
los cuerpos en estudio. Esta fuerza
sólo se presenta si el cuerpo en
estudio está colocado o empujado

Fuerza normal, sólo si elcuerpo esta sobre
una superficie
y es
F
F
N
N
F
FN
a 90° respecto
de ésta. FN
W = mg

W = mg

W = mg

θ

FN

tangente

FN
r

FN1
W = mg

W = mg

θ

W = mg

FN

W = mg

Los cuerpos en estudio, no están
sobre superficies, no
experimentan fuerza normal

W = mg

W1 = m1g

θ

W = mg

W2 = m2g

θ

El cuerpo no θ
β
está
θ
directament
W2 = m2ge
σ
W1 = m1g
sobre una
W2 = m2g
W1 = m1g cuyas fuerzas noprecisan
Estos cuerpos están “apoyados”
en superficies
superficie,
W = mg
direccíón, por lo tanto no se gráfica la fuerza normal. Por
no el momento espera la

* La fuerza de tensión es llamada
así, debido a que es el resultado
del estiramiento de elementos
mecánicos sujetos a los cuerpos
en estudio, como: hilos, cadenas,
sogas, barras, etc. (jalar o tirar
por medio de). Esta fuerza se
gráfica a lolargo de los
elementos cuyo sentido esta
definido en función del tiro o
jalón sobre el cuerpo en estudio.

La fuerza de tensión se debe principalmente al jalón o tirón sobre un cuerpo .
FN

W = mg
FN

W = mg

W = mg

FN

FN

F

FN

θ

W = mg

En los sistemas que eliminaremos
no aparecen cuerdas,
cadenas,
tangente
F
N

r

T

T

T

FN1
W = mg

W = mg

θ

W = mg

FN

W = mg

T

W1 = m1g

θ

T

T

W2...