En el análisis cuantitativo o cualitativo de un sistema físico, compuesto de varios cuerpos sobre los cuales actúan simultáneamente fueras internas y/o externas, al mismo tiempo, es siempre conveniente, para efectos de simplificación, hacer el análisis de las fuerzas sobre cada una de las partes por separado, que integran el sistema. Cada una de ellas, se estudia en forma independiente, aplicándole las leyes y principios de la dinámica, estudiados anteriormente. Este procedimiento se denomina análisis de cuerpo libre. Recordemos que previamente debemos escoger un sistema de referencia inercial para aplicar correctamente las leyes de Newton.
Para resolver problemas que involucren fuerzas, procederemos así:
1. Seleccionamos un sistema de coordenadas adecuado. El sistema de coordenadas va unido a la masa.
2. Efectuar el d.d.c.l. En el mismo deben aparecer todas las fuerzas horizontales y verticales que actúan sobre el cuerpo.
3. Aplicar la segunda ley de Newton para cada eje.
4. Recordar el signo de cada fuerza y la dirección de la aceleración, ya que ésta va a influir en las ecuaciones que plantees.
5. Si se da el coeficiente de roce, tener presente que la fuerza de roce se opone al movimiento y está dada por Fr = µ N
6. Para calculara la Normal, debes hacer un balance de fuerzas y aplicar la segunda ley de Newton en el eje “y” y hacer el despeje de la ecuación para dicha Normal.
7. Calcular las incógnitas que se piden en el problema. Generalmente resulta un sistema de ecuaciones lineales con incógnitas, el cual debe resolverse por el método que usted desee.
ACLARACIÓN:
Si se utiliza un sistema de coordenadas cartesianas en cuyo origen colocamos el cuerpo a analizar, y sobre los ejes proyectamos las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, debemos tener presente que:
1. ∑ F = m a Expresión matemática correspondiente a un sistema que presenta aceleración.
2. ∑ Fx = 0 y ∑ Fy = 0 Expresión matemática correspondiente a la primera condición de equilibrio de un cuerpo (equilibrio traslacional)
3. ∑ t = 0 Expresión matemática correspondiente a la condición de equilibrio de un cuerpo (equilibrio rotacional)
4. ∑ Fx = 0 , ∑ Fy = 0 , ∑ t = 0 Si se cumplen todas estas condiciones, podemos decir que el cuerpo está en equilibrio total. O sea, que tanto la suma de todas las fuerzas aplicadas al cuerpo, como la suma de los torques que se ejercen sobre él, es nula.
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