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En esta ilustración aparece un cuerpo de 8 kg que es empujado sobre el suelo (posición en centímetros y tiempo en segundos). Además del movimiento, se muestran diversos posibles "diagramas de cuerpo-libre'' para las componentes x e y de las fuerza. Sólo uno de los diagramas presentados es correcto. Reinicio.
Observe el movimiento del bloque. ¿Cómo analizamos, mediante fuerzas, el movimiento del bloque? Bien, lo primero que hacemos es dibujar un esquema que denominamos diagrama de cuerpo-libre. Aquí analizamos las fuerzas en ambas direcciones, x e y.
Consideremos inicialmente las fuerzas en la dirección x (Cuerpo-libre x). ¿Qué fuerzas actúan? ¿Cuán grandes son? ¿Cómo podemos saberlo? Dibuje primero un diagrama de cuerpo-libre, lo que aquí corresponde a seleccionar cada uno de los cuatro diagramas en la dirección x. Generalmente conocemos todas las fuerzas que actúan, pero aquí sólo sabemos de la fuerza que empuja. ¿Es la única? La Segunda Ley de Newton dice que si hay fuerza neta hay aceleración (cambio de velocidad). ¿Pero, cambia la velocidad del bloque? No (puede sacar esta conclusión bien por mera observación del movimiento o calculando la velocidad). Por tanto, debe haber al menos una fuerza adicional a la que empuja, en este caso la fricción que se opone al movimiento. No sólo se opone al movimiento sino que en esta animación es exactamente igual y opuesta a la fuerza que empuja. En la Unidad 4 se considerará en detalle el estudio de las fuerzas de fricción.
Consideremos ahora las fuerzas en la dirección y (Cuerpo-libre y). ¿Qué fuerzas actúan? ¿Cuán grandes son? ¿Cómo podemos saberlo? De nuevo, dibuje primero un diagrama de cuerpo-libre, lo que aquí corresponde a seleccionar cada uno de los cuatro diagramas en la dirección y. Generalmente conocemos todas las fuerzas que actúan, pero aquí sólo sabemos de la fuerza de la gravedad. ¿Es la única? ¿Qué nos dice la Segunda Ley de Newton?: Una fuerza neta produce aceleración (cambio en velocidad). Pero, ¿cambia la velocidad y del bloque? No (puede sacar esta conclusión bien por mera observación del movimiento o calculando la velocidad). Por tanto, debe haber al menos una fuerza adicional a la que empuja, en este caso la fuerza denominada normal debida a la mesa y que se opone a la fuerza de la gravedad (peso). Esta fuerza es la que equilibra a la de la gravedad por ser exactamente igual a ella y opuesta. Destaquemos que la fuerza normal no siempre es igual al peso; si hay aceleración en la dirección y o si el cuerpo está en plano inclinado, la normal no es igual al peso. Aun en un plano horizontal, si hay una fuerza vertical extra a la del peso, la fuerza normal equilibrará ambas fuerzas (si el cuerpo no realiza movimiento en y) y, por tanto, no coincidirá con el peso.
Por supuesto que si queremos resolver el problema completo debemos recurrir a dibujar un solo diagrama de cuerpo-libre. En esta ilustración hemos hecho el análisis rompiendo el problema global en componentes. ¿Cómo resultaría un diagrama de cuerpo-libre completo? La animación del diagrama completo de cuerpo-libre muestra la combinación de las fuerzas en las direcciones x e y.