Diagrama de cuerpo libre - fuerzas

2. ¿QUÉ ES LA ESTÁTICA?
.
Es parte de la mecánica, cuyo objetivo es conocer las
condiciones que deben de cumplir las fuerzas
aplicadas a un cuerpo o sistema para lograr el
equilibrio mecánico del mismo.
De acuerdo a lo anterior debemos de conocer dos
conceptos fundamentales para entender este capítulo
y nos referimos al Equilibrio Mecánico y a la Fuerza

3. ¿QUÉ ES EL EQUILIBRIO?
Es aquel estado mecánico, en donde
un cuerpo o sistema se encuentra en
REPOSO o que esté
desarrollando un M.R.U. ; en
ambos casos la aceleración es cero ,
por tanto podemos diferenciar
dos tipos de equilibrio mecánico que
son:

4. Equilibrio Estático: Cuando el
cuerpo se encuentra en reposo .

5. Equilibrio Cinético: Cuando el cuerpo
desarrolla un movimiento rectilíneo uniforme

6. ¿ QUÉ ES FUERZA?
Una fuerza es la acción que
un cuerpo ejerce sobre otro
cuerpo en una dirección y
sentido determinado.

7. Interacción

8. Freacción
Facción
Freacción
Facción

9. ¿Cuál es la unidad de medida
de la FUERZA en el S.I.?
• El newton se define como la fuerza
necesaria para proporcionar una
aceleración de 1 m/s2 a un objeto de 1 kg
de masa. Es una unidad derivada del SI
que se compone de las unidades básicas:

10. Ejemplo:
El bloque de la siguiente figura tiene una masa de 2.2 Kg y
se encuentra en reposo en el momento en que se le aplica
la fuerza F, produciéndole una aceleración de 0.6 m/s2.
¿Cuánto vale la fuerza F?
F = m a
F = (2.2 Kg)(0.6m/s2) = 1.32 Kg m/s2
Tomando en cuenta que 1 Kg m/s2 = 1 N
(Newton), entonces:
F = 1.32 N

11. AGENTE Y RECEPTOR.
El cuerpo que ejerce la fuerza se
llama agente y el que experimenta la
acción de la fuerza se llama receptor.

12. No debemos olvidar que la fuerza es
una interacción simultánea, por lo
tanto un cuerpo aveces es receptor y
otras agente.

13. ¿ CÓMO SE REPRESENTA LA
FUERZA?
Toda fuerza se
caracteriza porque tiene
un módulo, una dirección
y un sentido determinado.
VECTOR

14. TIPOS DE FUERZA.
Existen dos tipos de fuerzas
* Fuerza por contacto.
* Fuerza a distancia.

15. FUERZA POR CONTACTO
Debemos tocar el
objeto para ejercer la
fuerza.

16. FUERZA A DISTANCIA.
No necesitamos tocar
el objeto para ejercer
la fuerza.

17. LA MASA Y EL PESO
Masa y peso no son lo mismo.
La masa es la cantidad de materia que
posee un cuerpo.
El peso es la fuerza con que la Tierra
atrae los cuerpos hacia su centro.

18. FUERZAS MÁS USUALES
• Son aquellas que emplearemos
frecuentemente en este y otros
capítulos; y entre ellos tenemos:

19. Fuerza de Gravedad:
Es aquella con la cual la tierra atrae a todo cuerpo
que se encuentra cerca ó en su superficie. El
módulo de la fuerza de gravedad se determina así:
Fg Fg
= m.g
Donde:
“m” es la masa del cuerpo.
“g” la aceleración de la
gravedad (g= 10 m/s )2

20. Fuerza de Tensión :T

21. Fuerza Elástica :EL AF
FELA
FELA
Comprimiendo al resorte:

22. Estirando al Resorte
FELA
FELA

23. ¿Cómo se mide la Fuerza
Elástica (FELA )?
ELA KxF
Siendo:
x : Deformación que experimenta el resorte; se
expresa en metro: “m” o en centímetros: “cm”.
K : Rigidez del resorte; expresa en N/m ó N/cm
FELA : Fuerza elástica; se expresa en Newton: N.

24. Fuerza Normal :
• Es la resultante de las infinitas fuerzas
electromagnéticas que se generan entre
las superficies de dos cuerpos en
contacto.
• Se representa con un vector
perpendicular a las superficies en
contacto. Siempre se presenta entre
superficies lisas.
NF

25. Ejemplos:
FN

26. FN
Liso

27. FN1
FN2
Liso
Liso

28. DIAGRAMA DE CUERPO
LIBRE: D.C.L
Es el gráfico de un cuerpo o sistema, el cual se
representa en forma aislada o libre, donde se
muestran todas las fuerzas externas que actúan
sobre el cuerpo o sistema.
Para realizar un buen diagrama de cuerpo libre,
se debe de realizar los siguientes pasos:

29. 1) Se aísla al cuerpo de todo el sistema, se dibuja "libre".
2) Se representa a la fuerza de gravedad mediante un
vector dirigido hacía el centro de la Tierra y aplicado en el
centro se gravedad del cuerpo.
3) Si existiesen superficies en contacto lisas, se representa
la fuerza normal mediante un vector perpendicular a
dichas superficies y empujando siempre al cuerpo.
4) Si hubiesen cuerdas o cables, se representa la fuerza de
tensión mediante un vector que esta dirigido a lo largo de
la cuerda y siempre jalando al cuerpo.
5) Si existiesen resortes, ya sea estirados o comprimidos;
se representa a la fuerza elástica mediante un vector a lo
largo del resorte y en dirección contraria al estiramiento o
compresión del resorte.

30. Problema desarrollado
1. Se muestra una esfera metálica homogénea que permanece inmóvil.
Liso
A
B
C

31. a) Determine gráficamente las fuerzas de
acción y reacción en el punto A.
• Se efectúa la separación
imaginaria esfera-resorte:
Liso
A
B
C
acción de
la esfera
reacción
del resorte
FE FE

32. b) Grafique las fuerzas de
acción y reacción en "C".
• b) Se efectúa la separación
imaginaria esfera-cuerda
F
F
Reacción de
la esfera
Acción de
la cuerda

33. c) Realice el D.C.L. de la esfera.
Liso
A
B
C
FE
Fg
F
D.C.L.
de la
esfera
FN

34. d) ¿Por qué no se incluye la acción y
reacción, juntas, en el D.C.L.?
• Porque la acción y
reacción están una
en la esfera y la otra
en el otro cuerpo. En
el D.C.L. solo se
gráfica las fuerzas
que actúan sobre la
esfera.

35. PESO O FUERZA DE GRAVEDAD.
Los objetos caen o están
en contacto con el suelo
porque la Tierra ejerce
sobre ellos una fuerza que
los atrae a su centro.
Esta fuerza la conocemos
como fuerza de gravedad
o peso.

36. DCL 1

37. T1T2
T3
T3
Mg

38. DCL 2

39. T1T2
T3
T3
Mg

40. DCL 3

41. T
T
Mg
mg
N

42. F
DCL 4

43. Mg
N2
N1
F

44. DCL 5

45. Mg
T
C
C
mg
N
Rx
Ry

46. DCL 6

47. Ry
Rx
N
mg
Mg
C
C
T T

48. DCL 7

49. N1
F
Mg
N2

50. N1
F
Mg
N2

51. DCL 8

52. C
N
Mg