Um diagrama de corpo livre é uma representação visual de um objeto e de todas as forças externas agindo sobre ele, portanto, para desenhar um, você terá que calcular essa informação
Eles são muito importantes para trabalhar na solução de problemas de engenharia ou física, pois desenhá-los ajuda a entender o que está acontecendo em um problema. Um diagrama de corpo livre pode ser desenhado de forma muito simples, com quadrados e setas, ou você pode torná-lo muito mais complexo. O único requisito é que você ou outra pessoa que esteja olhando para ele seja capaz de entender o que o diagrama está dizendo.
Um diagrama de corpo livre (FBD) é uma representação de um determinado objeto mostrando todas as forças externas que atuam sobre ele. Os FBDs são muito úteis na solução de problemas de engenharia e física.
Passos
Parte 1 de 2: Criando um FBD básico
Etapa 1. Identifique o corpo / objeto do qual deseja fazer um FBD
Exemplo: Um homem está empurrando uma caixa de 10 kg em um piso áspero, com um coeficiente de atrito de µ = 0,6, aplicando uma força de 20N. Você selecionará nosso corpo para ser a caixa
Etapa 2. Desenhe uma representação simples do corpo
Exemplo: Faça um quadrado para representar a caixa
Etapa 3. Pense em quais forças estão agindo sobre o corpo
Exemplo: Estes são (1) o peso do objeto, (2) a força de empuxo do homem, (3) a força normal aplicada pelo chão e (4) a força de atrito devido ao chão áspero
Etapa 4. Desenhe as forças uma a uma usando as setas apontando para a direção da força
Sempre comece com o peso porque todos os objetos têm peso.
Exemplo: (1) Para o peso, desenhe uma seta apontando para baixo porque o peso é a força de tração da gravidade da terra, que está sempre para baixo
Etapa 5. Desenhe as forças restantes
Exemplo: (2) Desenhe uma seta que segue a direção da força de empuxo. (3) Desenhe uma seta apontando para cima para a força normal porque ela deve ser sempre perpendicular ao chão. (4) Desenhe uma seta oposta à direção do movimento da caixa para o atrito
Etapa 6. Identifique suas forças corretamente e seu FBD básico estará pronto
No entanto, se você deseja colocar a magnitude das forças, você pode continuar com as etapas a seguir.
Parte 2 de 2: Adicionando a Magnitude das Forças
Etapa 1. Adicione informações sobre o peso
O peso do objeto é igual à massa do objeto * aceleração devido à gravidade.
- Exemplo: W = m * a. W = (10kg) * (9,81m / s ^ 2) = 98,1N. Escreva ao lado de sua respectiva seta.
- Nota: as forças são medidas em Newtons ou N.
Etapa 2. Adicione as forças push
A magnitude da força de empuxo aplicada pelo homem é dada como 20N. Escreva ao lado de sua respectiva seta.
Etapa 3. Adicione a força normal
A força normal é igual à magnitude do peso que atua perpendicularmente ao chão. Nesse caso, todo o peso está agindo perpendicularmente ao chão, portanto, N e W são iguais em magnitude. Portanto, N = 98,1N. Escreva ao lado de sua respectiva seta.
Etapa 4. Adicione a força de atrito
A força de atrito é dada pela fórmula: f = µ * N. Portanto, f = 0,6 * (98,1N) = 58,86N. Escreva ao lado de sua respectiva seta.
