El documento presenta una serie de ejercicios sobre la representación gráfica de fuerzas que actúan sobre un cuerpo mediante diagramas de cuerpo libre. Explica cómo realizar la descomposición vectorial de fuerzas y resuelve 13 ejercicios como ejemplos aplicando conceptos de fuerzas, equilibrio, rozamiento y aceleración.

2. Competencia
Propósito
Evidencia
Explica el mundo físico
basándose en conocimientos
sobre los seres vivos, materia
y energía, biodiversidad, Tierra
y universo.
Representar gráficamente las
fuerzas que actúan sobre un
cuerpo.
Resolución de la ficha de actividades.
Criterios de
evaluación
•Sustenta que las fuerzas que actúan sobre un cuerpo
se representan a través de vectores.
•Argumenta y aplica la descomposición de vectores en
el plano cartesiano.

3. ¿Qué es el plano cartesiano?
¿Cómo realizamos la descomposición
vectorial?
¿Recuerdas algunas fuerzas comunes en la
vida real?
Respondemos las siguientes preguntas:

4. 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, debemos realizar los siguientes pasos:
1. Se aísla al cuerpo de todo el sistema, se dibuja "libre".
2. Se representa a la fuerza de gravedad (peso) 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.

5. Para graficar un DCL, se aísla imaginariamente el cuerpo de todo el sistema
y se grafican todas las fuerzas que actúan sobre él.
Es necesario elegir un sistema de referencia; nosotros utilizaremos los ejes
X e Y (plano cartesiano)

6. Para una esfera Para una masa suspendida en dos cuerdas
Para un semáforo colgante

7. Para una masa suspendida y apoyada
Para masas suspendidas en poleas

8. F
F
F

9. F

10. (1)
(2)
F

12. Ejercicio 1: Si un libro se encuentra apoyado sobre una mesa.
Realiza el DCL.
Texto de
Física I

13. Ejercicio 2: Calcula el valor de la mínima fuerza horizontal que
puede mover una caja de 100 kg que descansa sobre una superficie
plana horizontal. El coeficiente de rozamiento estático es de 0.6

14. Ejercicio 3: Calcula el valor de las fuerzas de rozamiento que tiene
un bloque en reposo cuya masa es de 2 kg. Considera μs = 0.5 y μc
= 0.1

15. Ejercicio 4: Para la situación de la figura, determina el valor de la
tensión de las cuerdas 2 y 3; si la cuerda 1 tiene un valor de
tensión igual a 80 N.
Cuerda 1
Cuerda 2
Cuerda 3
60° DCL del bloque
DCL de la unión de las tres
cuerdas
Y
X
T1
T2
T3
60°
Fg = Peso
T3

16. Ejercicio 5: Se colocan 3 kg de caramelos y 2 kg de juguetes en
una piñata de 1 kg. ¿Con qué valor de fuerza una cuerda debe
sostener la piñata para que no se caiga?

17. Ejercicio 6: El sistema mostrado se encuentra en equilibrio. Calcula
la masa de los bloques B y C si la masa del bloque A es 30 kg.

18. Ejercicio 7: El sistema mostrado se encuentra en equilibrio. Calcula
el valor de las tensiones en las cuerdas OA y OB, respectivamente,
si el cartel pesa 100 N.

19. Ejercicio 8: Determina si un cuerpo que se encuentra sometido a la
acción de estas fuerzas está en equilibrio.
Si no está en equilibrio, encuentra qué valor de fuerza hay que
aplicarle para que lo esté.

20. Ejercicio 9: Una barra homogénea de 4 kg se encuentra en
posición horizontal. Determina el módulo de la fuerza F que la
sostiene en dicha posición.

21. Ejercicio 10: Calcula el valor de la fuerza F
vertical aplicada en la carretilla para
sostenerla en equilibrio, y el valor de la fuerza
normal que ejerce el piso sobre la llanta.

22. Ejercicio 11: Un ascensor tiene una masa de
250 kg. ¿Cuál es el valor de la fuerza que debe
ejercer el cable para que este suba con una
aceleración de 0.5 m/s2? Supón que la fricción
es nula.

23. Ejercicio 12: Una bolsa de cemento de 50 kg
descansa sobre una camioneta inicialmente en
reposo. Si la bolsa permanece quieta con
respecto a la camioneta, calcula el valor de la
fuerza de rozamiento aplicada sobre la bolsa
de cemento cuando la camioneta acelera a 4
m/s2?

24. Ejercicio 13: En un bloque de 10 kg mostrado,
se aplica una fuerza externa de 20 N que
forma un ángulo de 37° con respecto a la
horizontal. Además, el piso ejerce una fuerza
de rozamiento de 15 N. Calcula el valor de la
aceleración del bloque y la fuerza normal del
piso.

25. Resolución de la ficha de
actividades.