Cuerpo libre

El término cuerpo libre suele asociarse con el movimiento de un diagrama de cuerpo libre, un dispositivo pictórico utilizado por físicos e ingenieros. En ese contexto, se dice que un cuerpo es "libre" cuando se distingue de otros cuerpos a efectos de análisis dinámico o estático. El objeto no tiene que ser "libre" en el sentido de no ser forzado, y puede estar o no en estado de equilibrio; más bien, no está fijo y, por lo tanto, es "gratuito"; moverse en respuesta a las fuerzas y torsiones que pueda experimentar.

Ejemplo

La Figura 1 muestra, a la izquierda, widgets verdes, rojos y azules apilados uno encima del otro y, por alguna razón, el cilindro rojo resulta ser el cuerpo de interés. (Puede ser necesario calcular la tensión a la que está sometido, por ejemplo.) A la derecha, el cilindro rojo se ha convertido en el cuerpo libre. En la figura 2, el interés se ha desplazado sólo a la mitad izquierda del cilindro rojo y ahora es el cuerpo libre de la derecha. El ejemplo ilustra la sensibilidad contextual del término "cuerpo libre". Un cilindro puede ser parte de un cuerpo libre, puede ser un cuerpo libre en sí mismo y, como está compuesto de partes, cualquiera de esas partes puede ser un cuerpo libre en sí mismo.

Tenga en cuenta que las figuras 1 y 2 aún no son diagramas de cuerpo libre. En un diagrama de cuerpo libre completo, el cuerpo libre se mostraría con fuerzas actuando sobre él.

Cuerpo en caída libre

Un cuerpo libre también debe distinguirse de un cuerpo en caída libre. En la física newtoniana, el último término se refiere a un cuerpo que cae bajo gravedad pura y todas las demás fuerzas son cero. En la teoría general de la relatividad de Einstein, donde la gravedad se convierte en curvatura del espacio-tiempo, un cuerpo que cae libremente no está sujeto a ninguna fuerza y es un cuerpo que se mueve a lo largo de una geodésica. Un cuerpo libre en el contexto de este artículo puede no seguir una geodésica y puede estar sujeto a todo tipo de fuerzas, gravitacionales y de otro tipo.