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Diagrama de cuerpo libre con las componentes de cada fuerza
Añade cada fuerza con su módulo y su ángulo, y este generador de diagramas de cuerpo libre dibuja las flechas a escala, descompone cada fuerza en sus componentes x e y, las suma y te dice si el cuerpo está en equilibrio. Exporta el diagrama en PNG o SVG para una tarea, un informe de laboratorio o una diapositiva de clase.
Los ángulos se miden en sentido antihorario desde el eje +x: 0° derecha, 90° arriba, 180° izquierda, 270° abajo.
Descomposición de las fuerzas
| Fuerza | Módulo | Ángulo | Componente x | Componente y |
|---|---|---|---|---|
| W | 50 N | 270° | 0.00 | -50.00 |
| N | 50 N | 90° | 0.00 | 50.00 |
| F_applied | 30 N | 0° | 30.00 | 0.00 |
| f_friction | 12 N | 180° | -12.00 | 0.00 |
| Σ | 18.00 | 0.00 | ||
No está en equilibrio. La resultante es de 18.00 N a 0.0°, así que el cuerpo acelera en esa dirección.
Cómo hacer un diagrama de cuerpo libre
Un diagrama de cuerpo libre aísla un solo objeto y muestra todas las fuerzas externas que actúan sobre él, y nada más. Hacer bien ese aislamiento es la mayor parte del trabajo; los cálculos que vienen después son sencillos.
- Elige el cuerpo. Dibújalo como un simple bloque, un círculo o un punto. Los detalles del dibujo no aportan nada y tapan las flechas.
- Quita todo lo demás. Las superficies, las cuerdas y los objetos cercanos no se dibujan: se sustituyen por las fuerzas que ejercen.
- Dibuja una flecha por cada fuerza externa, que parta del cuerpo y apunte en el sentido en que actúa la fuerza. La longitud de la flecha debe ser proporcional al módulo, algo que la herramienta de arriba hace por ti.
- Rotula cada flecha: W o mg para el peso, N para la fuerza normal, T para la tensión, f para el rozamiento (fricción) y F con un subíndice para cualquier fuerza aplicada.
- Elige los ejes. Si alineas el eje x con la dirección del movimiento, o con la pendiente en un plano inclinado, un problema bidimensional se convierte en dos problemas unidimensionales.
- Descompón cada fuerza en sus componentes, súmalas y aplica la segunda ley de Newton: ΣF = ma en cada dirección.
Qué va en el diagrama y qué no
La mayoría de los puntos se pierden por dibujar fuerzas que no existen, no por errores de cálculo.
- Incluye solo las fuerzas que actúan SOBRE el cuerpo. Una fuerza que el cuerpo ejerce sobre otra cosa va en el diagrama de ese otro objeto.
- El peso siempre actúa hacia abajo desde el centro de masas, sea cual sea la superficie.
- La fuerza normal es perpendicular a la superficie de contacto, así que en un plano inclinado no es vertical.
- El rozamiento actúa paralelo a la superficie y se opone al movimiento relativo o a la tendencia a moverse.
- No dibujes ma. La masa por la aceleración es el resultado de las fuerzas, no una de ellas. Si la dibujas, la cuentas dos veces.
- No dibujes la fuerza centrífuga en un sistema de referencia inercial. El movimiento circular se debe a una fuerza neta dirigida hacia el centro, que ya es la resultante de las fuerzas reales.
- Las fuerzas internas se anulan y nunca aparecen. En el diagrama solo van las fuerzas externas.
Descomposición de fuerzas en componentes
Una vez dibujadas las flechas, cada fuerza se convierte en un par de números. El criterio de ángulos que se usa aquí es el habitual en mecánica: grados medidos en sentido antihorario desde el eje x positivo.
- Fx = F cos θ y Fy = F sin θ, con θ medido desde el eje +x.
- 0° apunta a la derecha, 90° hacia arriba, 180° a la izquierda y 270° hacia abajo. Por tanto, el peso está a 270°.
- Suma las componentes en x para obtener ΣFx, y las componentes en y para obtener ΣFy. La tabla bajo el diagrama muestra ambas sumas.
- El módulo de la resultante es √(ΣFx² + ΣFy²) y su dirección es atan2(ΣFy, ΣFx).
- Si ambas sumas son cero, el cuerpo está en equilibrio: en reposo o moviéndose a velocidad constante. Si no, acelera en la dirección de la fuerza resultante.
El bloque en un plano inclinado
Este es el caso que distingue a quien entiende los diagramas de cuerpo libre de quien se ha aprendido uno de memoria. Resuélvelo una vez con los ejes inclinados según la pendiente y se vuelve rutina.
- Inclina los ejes de modo que x vaya pendiente abajo e y sea perpendicular a ella. Así, la fuerza normal queda entera sobre el eje y, y el rozamiento entero sobre el eje x.
- El peso es la única fuerza que hay que descomponer: su componente a lo largo de la pendiente es mg sin θ y su componente hacia la superficie es mg cos θ, donde θ es el ángulo del plano inclinado.
- En la dirección perpendicular a la pendiente no hay aceleración, así que N = mg cos θ. En cualquier plano inclinado la fuerza normal es menor que el peso, algo que sorprende la primera vez.
- A lo largo de la pendiente, ΣF = mg sin θ − f. El bloque no se mueve mientras el rozamiento estático pueda aportar esa fuerza; se desliza en cuanto mg sin θ supera μs N.
- Carga el ejemplo “Bloque en un plano inclinado” de arriba para ver una versión en equilibrio con N = 51.96 N y f = 30 N para un peso de 60 N en una pendiente de 30°.
Preguntas frecuentes
¿Este generador de diagramas de cuerpo libre es gratis?
Sí. Funciona por completo en tu navegador, no necesita cuenta y exporta PNG y SVG sin marca de agua. Nada de lo que introduces se sube a un servidor.
¿Qué es un diagrama de cuerpo libre?
Es un dibujo simplificado (también llamado diagrama de sólido libre) de un solo objeto que muestra cada fuerza externa que actúa sobre él como una flecha rotulada, sin nada más del problema. Es el primer paso habitual en cualquier problema de mecánica, porque convierte una situación física en un conjunto de vectores que puedes sumar.
¿Qué criterio de ángulos usa la herramienta?
Grados en sentido antihorario desde el eje x positivo, el criterio habitual en los cursos de introducción a la mecánica. 0° apunta a la derecha, 90° hacia arriba, 180° a la izquierda y 270° hacia abajo, así que el peso se introduce con 270°.
¿Por qué no debo incluir ma en el diagrama?
Porque la masa por la aceleración no es una fuerza. Es el resultado de las fuerzas, así que dibujarla junto a ellas cuenta dos veces la misma física. Dibuja solo fuerzas reales, súmalas y después iguala esa suma a ma.
¿La fuerza normal es siempre igual al peso?
No, y suponerlo es un error frecuente. En una superficie horizontal sin ninguna fuerza vertical aplicada coinciden. En un plano inclinado, N = mg cos θ, que es menor que mg. Si algo empuja el objeto hacia abajo o tira de él hacia arriba, N cambia en consecuencia.
¿Cómo sé si el cuerpo está en equilibrio?
Cuando ΣFx y ΣFy son ambas cero. La herramienta calcula las dos y muestra el resultado bajo el diagrama. Equilibrio significa que no hay aceleración lineal, lo que incluye un objeto que se mueve a velocidad constante, no solo uno en reposo.
¿Puedo usar el diagrama en un informe de laboratorio o en una tarea?
Sí. Exporta el PNG para un documento o una diapositiva, o el SVG si quieres editar las etiquetas más tarde en Illustrator, Inkscape o PowerPoint. No lleva marca de agua ni exige atribución.
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Explora las herramientas de figurasÚltima revisión: 20 de septiembre de 2026. Fuentes: OpenStax University Physics (en inglés): Drawing Free-Body Diagrams; Okabe & Ito, paleta apta para daltónicos.