III° Mecánica
Diagramas de Cuerpo Libre
 Un diagrama de cuerpo libre o
diagrama de cuerpo aislado debe
mostrar todas las fuerzas externas que
actúan sobre el cuerpo.
 Es fundamental que el diagrama de
cuerpo libre esté correcto antes de
aplicar la Segunda ley de Newton,
ΣFext = ma
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Elaboró: Yovany Londoño
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DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE
 Diagrama de fuerzas sobre el cuerpo
libre.
Descripción
cualitativa
del
equilibrio de traslación de un cuerpo.
 Primera
condición
de
equilibrio,
EQUILIBRIO TRASLACIONAL (ΣF = 0).
 Torque y segunda condición de equilibrio
EQUILIBRIO ROTACIONAL (Σ t = 0).
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muestra de algunos
sistemas (izquierda)
y los
correspondientes
diagramas de
cuerpo aislado
(derecha). F(ó T)
representa la
fuerza trasmitida
por la cuerda; N la
normal; mg el peso
y f la fuerza de roce
o de fricción.
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CONCEPTO DE TORQUE
 “Torque” ( ) palabra que viene del latin torquere,
torcer.
 Se define como un producto vectorial o cruz entre
dos magnitudes vectoriales que son la posición
y la fuerza
  r F
O

r
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
F

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1.- el módulo del vector resultante se determina como el producto entre los
módulos de los vectores participantes y el seno del ángulo que forman dichos
vectores ( r. F. sen  ) .
2.- el sentido lo da la regla del tirabuzón o de la mano derecha.
.
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Línea de acción de F
B
brazo de palanca
b
O

r
F
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MAQUINAS SIMPLES:
 Las máquinas son dispositivos que
multiplican una fuerza o bien cambian
la dirección de una fuerza, entre las
máquinas simples podemos citar a las
palancas, las poleas, gatas hidráulicas,
tornos, planos inclinados.
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MAQUINAS SIMPLES
Estas máquinas simples nos
“ventaja mecánica (V.M)”.
proporcionan
una
Sea Fa a la fuerza de entrada (esfuerzo) y Fl a la
fuerza de salida o fuerza de carga o resistente,
entonces la ventaja mecánica ideal viene dada por
(no se considera perdida por roce) :
V.M = FL
Fa
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PALANCAS
Fa
Fa
Fa
Fl
Primera Clase
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Fl
Segunda clase
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FFl l
Tercera clase
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PALANCAS
 Según las posiciones que tengan las dos fuerzas y
el fulcro, se definen tres clases de palancas:
 Primera clase: el fulcro se encuentra entre ambas
fuerzas
 Segunda clase: la carga está entre el fulcro y el
esfuerzo.
 Tercera clase: el esfuerzo está entre el fulcro y la
carga.
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PALANCAS EN EL CUERPO
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PRIMERA CLASE
xa
xL
M
FL
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Fa
FULCRO
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SEGUNDA CLASE
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TERCERA CLASE
T
Músculo bíceps
Músculo bíceps
0,05m
0,15m
0,2m
E
W=12N
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w1 =15N
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TERCERA CLASE
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PALANCAS EN EL CUERPO HUMANO
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Las poleas
 Al igual que las palancas, son máquinas simples.
Una polea no es más que una rueda que puede
girar libremente alrededor de un eje que pasa
por su centro.
 Un sistema de poleas es un dispositivo con el cual
se puede variar la dirección y la magnitud de una
fuerza para obtener alguna ventaja mecánica.
 Una sola polea fija se utiliza para cambiar la
dirección y sentido de una fuerza, mientras que
una combinación de varias poleas puede utilizarse
para reducir la fuerza que se necesita para
levantar una carga pesada.
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POLEA FIJA
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POLEA MOVIL
F = P/2
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COMBINACION DE POLEAS
F = P/2
P
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En la figura Nº3 se muestra el brazo extendido de
una persona que sostiene en su mano una esfera de
acero de masa m = 4 kg. Bajo esta situación se
puede determinar el torque ó momento de la
fuerza peso de la esfera respecto del punto C que
pasa por la muñeca, el torque respecto del codo (B)
y el torque respecto del hombro (A).
AA
B
B
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8 cm
24 cm
30 cm
C
C
mg
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TALLER PARA GRADO SEXTO EN EQUIPOS DE 4
INTEGRANTES
 TOMAR FOTOS DE 4 OBJETOS QUE NO ESTEN EN
EQUILIBRIO TRASLACIONAL
FUERZAS SOBRE ELLOS.
Y
DIBUJAR
LAS
 TOMAR FOTOS DE 4 OBJETOS QUE NO ESTEN
EN EQUILIBRIO ROTACIONAL Y DIBUJAR EL EJE
DE ROTACION.
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