Diagrama de cuerpo libre con fuerza y aceleracion para la I2 de FIS1513 en la UC

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FIS1513 UC: en la I2 el diagrama de cuerpo libre sigue mandando

Si diste la I1 de FIS1513 con equilibrio, torques y armaduras, la I2 te va a parecer otro ramo. No lo es. Todo lo que aprendiste sigue sirviendo: el diagrama de cuerpo libre, la elección de ejes, la suma vectorial. Lo único que cambió es que el lado derecho de la ecuación dejó de ser cero.

Esto no es un resumen de materia. Es una guía de decisiones: qué método elegir frente a cada enunciado, dónde se pierde puntaje aunque el número final quede bien, y qué practicar si te queda poca semana. Le sirve a quien ya entiende Newton pero se marea cuando hay tres caminos posibles para el mismo problema. No le sirve a quien todavía arma mal el diagrama de cuerpo libre: en ese caso conviene devolverse a la guía de la I1 de FIS1513 antes de seguir.

En la I2 el diagrama de cuerpo libre no se jubila

La tentación después de la I1 es pensar que la dinámica requiere herramientas nuevas. En la práctica, el 80% del puntaje se decide en los mismos dos pasos de siempre: dibujar todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo, y elegir un sistema de coordenadas que no te complique la vida.

La diferencia es que en estática podías elegir los ejes casi al azar, porque igual todo sumaba cero. En dinámica los ejes tienen que estar alineados con la aceleración. Si el bloque baja por un plano inclinado, el eje x va a lo largo del plano, no horizontal. Si el objeto describe una curva, uno de los ejes apunta al centro. Elegir mal ahí no te hace perder un punto: te hace resolver otro problema.

Ese es el filtro más barato que puedes aplicarte durante la prueba. Antes de escribir la primera ecuación, pregúntate hacia dónde acelera el cuerpo. Si no lo sabes, el diagrama todavía no está listo.

Tres métodos, una sola decisión

La I2 rara vez te dice qué usar. Te da un enunciado y espera que reconozcas el método más corto. Newton siempre funciona, pero muchas veces te obliga a integrar cuando existía un atajo de dos líneas. Esta es la tabla que conviene tener internalizada antes de entrar:

Lo que te piden Método más corto Señal en el enunciado
Aceleración o una fuerza en un instante puntual Newton (suma de fuerzas igual a m·a) “en ese instante”, “la tensión del cable”, “la normal vale”
Rapidez entre dos posiciones conocidas Trabajo y energía “parte del reposo”, “recorre una altura h”, “resorte comprimido”
Velocidad antes y después de un golpe Impulso y momentum lineal “choque”, “se incrusta”, “duración del impacto”
Velocidad angular tras un impacto excéntrico Momento angular respecto al pivote “barra articulada”, “gira en torno a un eje fijo”

Si un problema pide velocidad y aceleración a la vez, casi siempre la respuesta es combinar dos métodos: energía para la rapidez, Newton para la fuerza en esa posición. Perder tiempo intentando sacar todo con uno solo es el error de gestión más caro de la prueba.

Cinemática: el error de signos que arrastra la pregunta completa

La cinemática de la I2 no es difícil, pero es implacable con la prolijidad. La mayoría de los descuentos no vienen de no saber la fórmula, sino de mezclar convenciones: definir el eje positivo hacia arriba y después escribir la gravedad con signo positivo, o cambiar el origen a mitad de desarrollo.

Escribe explícitamente, arriba del desarrollo, dónde pusiste el origen y hacia dónde es positivo. Suena obvio, pero es lo que te permite revisar en treinta segundos si el resultado tiene sentido físico. Una velocidad negativa cuando el cuerpo claramente sube es una alarma que solo funciona si definiste la convención al principio.

En movimiento curvilíneo, el punto donde más gente se cae es confundir la aceleración tangencial con la normal. La tangencial cambia la rapidez, la normal cambia la dirección. Un auto a rapidez constante en una curva tiene aceleración tangencial nula y aceleración normal distinta de cero. Si eso te queda claro, ya despejaste medio bloque.

Trabajo y energía: la fricción no desaparece, se convierte

El método de trabajo y energía es el que más tiempo te ahorra y el que más se usa mal. El origen del problema es tratar la conservación de energía como una ley universal en vez de un caso particular.

Cuando hay roce, la energía mecánica no se conserva: parte se disipa. La forma correcta de plantearlo es energía inicial más el trabajo de las fuerzas no conservativas igual a energía final. El trabajo del roce es negativo y su magnitud es la fuerza de roce por la distancia recorrida, no por el desplazamiento neto. Si el bloque va y vuelve, la distancia es la suma de ambos tramos.

El otro descuido frecuente son los resortes: la energía elástica depende del cuadrado de la deformación respecto al largo natural, no de la posición del bloque. Si el enunciado dice que el resorte ya está comprimido al inicio, ese término no es cero.

Momentum e impulso: primero define el sistema

En los problemas de choque, la pregunta que decide todo es cuál es tu sistema. El momentum se conserva cuando no hay fuerzas externas netas sobre el sistema durante el impacto. Si tomas solo uno de los dos cuerpos, el momentum de ese cuerpo obviamente cambia. Si tomas ambos, se conserva.

Durante un choque, la gravedad y la normal siguen actuando, pero como el impacto dura muy poco, su impulso es despreciable frente a las fuerzas de contacto. Esa es la justificación que muchos aplican sin escribirla, y varios ayudantes descuentan por eso: vale la pena una línea explicándolo.

Sobre el coeficiente de restitución, ten claro que solo relaciona las velocidades a lo largo de la línea de impacto. En un choque oblicuo, la componente perpendicular a esa línea no cambia. Tratar el problema como si fuera unidimensional cuando el enunciado da un ángulo es una pérdida garantizada de puntos.

Cuerpo rígido: el momento de inercia es la parte fácil

Casi todos llegan a la I2 preocupados por memorizar momentos de inercia, y ese suele ser el dato menos problemático: viene en la tabla o se arma con el teorema de ejes paralelos. Lo que realmente separa las notas es entender que un cuerpo rígido tiene dos ecuaciones simultáneas, no una.

Traslación del centro de masa por un lado, rotación en torno al centro de masa por el otro. Y cuando hay rodadura sin deslizar, aparece la ecuación de vínculo que las conecta: la velocidad del centro es el radio por la velocidad angular. Sin ese vínculo el sistema queda indeterminado y no hay álgebra que lo salve.

Ojo con la fricción en rodadura sin deslizamiento: es una incógnita, no un dato. No puedes escribirla como el coeficiente por la normal, porque esa expresión vale solo cuando hay deslizamiento efectivo. Ahí el roce estático puede tomar cualquier valor hasta su máximo, y ese máximo es justamente lo que se usa para verificar si la hipótesis de rodadura era válida.

Preguntas frecuentes sobre la I2 de FIS1513

¿Cuánto de la I1 entra en la I2? Formalmente poco, pero el diagrama de cuerpo libre y la descomposición vectorial se usan en cada pregunta. Si eso quedó débil, arrástralo ahora y no en el examen.

¿Conviene aprenderse las fórmulas de memoria? Las de cinemática sí, porque las vas a usar bajo presión. Los momentos de inercia y las expresiones de energía conviene entenderlas más que memorizarlas: la mayoría de los cursos entrega formulario.

¿Qué hago si me quedan cinco días? Resuelve pruebas antiguas completas y cronometradas, no ejercicios sueltos por tema. El problema real de la I2 es elegir método rápido, y eso solo se entrena con enunciados que no te dicen de qué capítulo son.

¿Sirve dejar una pregunta planteada sin resolver? Sí. En este ramo el planteamiento suele valer más que el álgebra final. Un diagrama correcto con las ecuaciones bien escritas rescata harto puntaje aunque no llegues al número.

Si prefieres verlo explicado paso a paso

Si al leer esto te diste cuenta de que el problema no es la materia sino decidir qué método usar, ver ejercicios resueltos con ese criterio explicado en voz alta ayuda más que releer apuntes.

→ Ver el curso de Dinámica FIS1513 para la I2

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