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Bloque sobre un plano inclinado(arriba) y diagrama de cuerpo libre de ese mismo bloque (abajo).
Diagrama de cuerpos libres
Un diagrama de cuerpo libre es una representación gráfica utilizada amenudo por físicos e ingenieros para analizar las fuerzas que actúan sobre un cuerpo libre. El diagrama de cuerpo libre es un elemental caso particular de un diagrama de fuerzas. En español, se utilizamuy a menudo la expresión diagrama de fuerzas como equivalente a diagrama de cuerpo libre, aunque lo correcto sería hablar de diagrama de fuerzas sobre un cuerpo libre o diagrama de fuerzas de sistemaaislado. Estos diagramas son una herramienta para descubrir las fuerzas desconocidas que aparecen en las ecuaciones del movimiento del cuerpo. El diagrama facilita la identificación delas fuerzas ymomentos que deben tenerse en cuenta para la resolución del problema. También se emplean para el análisis de las fuerzas internas que actúan en estructuras.
Elaboración
Un esquema del cuerpo encuestión y de las fuerzas que actúan sobre él representadas como vectores. La elección del cuerpo es la primera decisión importante en la solución del problema. Por ejemplo, para encontrar las fuerzas queactúan sobre una bisagra o un alicate,es mejor analizar solo una de las dos partes, en lugar del sistema entero, representando la segunda mitad por las fuerzas que ejerce sobre la primera.
Ejemplo
Eldiagrama de cuerpo libre del bloque sobre el plano inclinado es una aplicación sencilla de estos principios:
Todos los soportes y estructuras se han sustituido por las fuerzas que ejercen sobre elbloque:
mg: peso del bloque.
N: Fuerza normal del plano sobre el bloque.
Ff: fuerza de rozamiento entre el bloque y el plano.
Los vectores muestran la dirección y el punto de aplicación.
Se acompañadel sistema de referencia que se ha usado para describir los vectores.
Fuerzas internas desarrolladas en elementos estructurales
Para diseñar un elemento estructural o mecánico es necesario...