Las tres leyes del movimiento de Newton contiene todos los principios básicos que necesitamos para resolver una amplia variedad de problemas de mecánica. Estas leyes tienen un planteamiento sencillo, pero el proceso de aplicarlas a situaciones específicas puede constituir un verdadero reto. En esta breve sección mencionaremos algunas ideas y técnicas que pueden usarse en cualquier problema en que intervengan las leyes de Newton.
Las leyes primera y segunda de Newton se refieren a un cuerpo específico. Al usar a la primera ley de Newton, ∑F = 0, en una situación de equilibrio, o la segunda, ∑ F= ma, en una situación sin equilibrio, debemos decidir desde un principio a que cuerpo nos estamos refiriendo. Esta decisión tal vez parezca trivial, pero no lo es.
Solo importan las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. La sumatoria ∑F incluye todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo en cuestión. Por tanto, una vez una vez que analizara, tendrá que identificar todas las fuerzas que actúan sobre él. No se confunda entre las fuerzas que actúan sobre un cuerpo y las que este ejerce sobre algún otro. Por ejemplo, para analizar una persona que camina, incluiríamos en ∑F la fuerza que el suelo ejerce sobre la persona al caminar, pero no la que la persona ejerce sobre el suelo. Estas fuerzas forman un par acción-reacción y están relacionadas por la tercera ley de Newton, pero en ∑F. solo entra el miembro del par que actúa sobre el cuerpo que se está considerando.
Los diagramas de cuerpo libre son indispensables para identificar las fuerzas relevantes. Un diagrama de cuerpo libre es un diagrama que muestra el cuerpo escogido solo, “libre” de su entorno, con vectores que muestren las magnitudes y dirección de todas las fuerzas aplicadas sobre el cuerpo por todos los cuerpos que interactúan con él.
No olvide incluir todas las fuerzas que actúen sobre el cuerpo, y cuídese también de no incluir fuerzas que el cuerpo ejerza sobre otro cuerpo. En particular, las dos fuerzas de un par acción-reacción nuca deben aparecer en el mismo diagrama de cuerpo libre porque nunca actúan sobre el mismo cuerpo.
Tampoco se incluyen las fuerzas que un cuerpo ejerce sobre sí mismo, ya que estas no pueden afectar su movimiento.
Si en un problema intervienen dos o más cuerpos, hay que descomponer el problema y dibujar un diagrama de cuerpo libre para cada cuerpo.
A continuacion algunos ejemplos de diagramas de cuerpo libre:
BIBLIOGRAFIA:
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