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• Edwin Borda Meza

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DIAGRAMAS DE CUERPO LIBRE NOMBRE:__________________________________________________________________________________ ESCUELA:_________________________________e-mail/fono_______________________________________ En cada caso, sobre una roca actuan una o más fuerzas. Todos los diagramas están en un plano vertical. Dibuje correctamente el diagrama de cuerpo libre (DCL) considerando todas las fuerzas que actuan sobre la roca.. Conviene usar regla y lápiz de grafito, además de una goma para corregir errores. El primer caso se da como ejemplo de lo que tiene que realizar.

Ejemplo: Equilibrio estático de una roca atada a dos cuerdas. Paso 2: Dibujar una línea de la misma longitud que la flecha P para “balancear” a P

Paso 3: Dibujar líneas paralelas a las dos cuerdas, completando el paralelogramo

Paso 4: Dibujar las flechas a lo largo de las cuerdas; los lados del paralelogramo son T1 y T2

T1

g

T2 Paso 1: Dibujar una flecha que represente a la fuerza peso

1.- Roca estática.

P

¡RECUERDE!: Sólo las tres flechas gruesas corresponden al diagrama de cuerpo libre

2.- La roca está cayendo. El roce con el aire es despreciable.

T

g

g

P

P T=P

3.- Roca estática.

4.- Roca estática.

T1

T1

T2

g

T2 g

P

P

║T1+ T2║=P

║T1+ T2║=P

5.- Roca estática. Superficie horizontal.

6.- Roca estática. Superficie lisa. N

g

N

T P N=P

g

P ║T+ N║=P

7.-Roca estática.

8.- La roca desliza sin fricción. N

N1

N2

g θ

g

P

P N=Pcosθ

║N1+ N2║=P

9.- El roce estático evita

10.- La roca desliza con rapidez

R

el deslizamiento.

constante sin fricción.

N N fe g R=P

g

P

P

R= fe+N

N=P

11.- La roca cae con rapidez

12.- La roca frena debido

(límite) constante.

R

al roce dinámico.

N

fvis fd g g

P

P

R= fd+N

fvis=P

N=P

13.- La roca está subiendo en

14.- La roca está en la cúspide

una trayectoria parabólica.

de una trayectoria parabólica.

g

g

P

15.- La roca está atada a una cuerda y es tirada hacia arriba, acelerando verticalmente a 10[m/s2]. No hay roce.

g

P

16.- La roca está atada a una cuerda y es tirada hacia abajo, acelerando verticalmente a 20[m/s2]. No hay roce.

T

a

P

a

g

T

T=2P

P

T=P

17.- La roca está atada a una cuerda y es tirada de modo que se mueve horizontalmente con rapidez constante. Hay roce con el aire.

T

18.- La roca está atada a una cuerda y es tirada de modo que acelera horizontalmente a 2g. No hay roce.

T θ

fvis

g

P v=constante

║ fvis+T║=P

g

a

Tsenθ=P Tcosθ=2P

P

19.- La roca está oscilando atada a una cuerda y pasa por la posición más baja. No hay roce con el aire.

T

20.- La roca está atada a una cuerda que está atada a un poste y se mueve en una circunferencia con rapidez constante sobre una superficie horizontal lisa.

N T

g g

P

P N=P

T>P

21.- La roca está atada a una cuerda fija a un punto A y se mueve en una circunferencia horizontal con rapidez constante. No hay roce con el aire. g

22.- La roca oscila atada a una cuerda. No hay roce. T

T θ

A P

θ

g

Tcosθ=P

P T> Pcosθ

23.- La roca está atada a una cuerda fija a un punto B y se mueve hacia abajo en una circunferencia vertical con la cuerda horizontal. No hay roce con el aire.

24.- La roca está atada a una cuerda y en la posición más alta de una circunferencia vertical. T

g

B

P

T

g

T≥0

T>0 25.- La roca está sobre un disco que

26.- La roca descansa sobre la pared interior

R

gira uniformemente alrededor de su eje vertical. El roce evita que la roca resale.

P

N

lisa de un cono que rota alrededor de su eje vertical con rapidez angular constante. No hay aceleración vertical.

N

θ

fe

g N=P

P

Nsenθ=P

R= fe+N

27.- La roca está adherida, por la fricción, a la parte interior de un tambor que gira uniformemente alrededor de su eje vertical.

P

g

R fe

28.- La roca está suspendida de un resorte; es jalada levemente hacia abajo y soltada. No hay roce con el aire.

θ

FE

N

g fe=P

P

g FE>P

R= fe+N

29.- La roca está suspendida de un resorte y se encuentra en la parte más alta de su recorrido en reposo instantáneo.

P

30.- La roca está suspendida de un resorte y se mueve hacia abajo, pasando por la posición de equilibrio. No hay roce.

FE

FE

g

P P > FE

g

P FE=P