Como desenhar diagramas de corpo livre em Física

Quando você está resolvendo um problema de física com um grupo de forças apontando para todos os lados, a maneira mais fácil de manter tudo em linha reta é para desenhar um diagrama de corpo livre. Um diagrama de corpo livre é um diagrama que ilustra os rumos e tipos de forças que atuam sobre um objeto. A Mona Lisa não é necessário - se você quiser encontrar as forças que atuam sobre uma vaca em pé ao lado de uma colina, sinta-se livre para representar a vaca como um quadrado (você pode adicionar alguns pontos para sua vaca quadrado se você estiver sentindo particularmente artística).

A parte importante do diagrama é chamar toda a atuação das forças em o objeto. Uma convenção é bastante útil para desenhar estes vectores do centro de massa do objecto, apontando para fora do que o centro. Também é útil (mas nem sempre é possível quando se inicia um problema) para desenhar vetores com comprimentos proporcionais às suas magnitudes. Uma vaca de pé sobre uma colina tem três forças que atuam sobre ela: a força da gravidade, a força normal, e uma força de atrito. A força gravitacional aponta para baixo, a força normal é perpendicular ao morro, e atrito aponta para cima a colina.

Uma vaca quadrado.
Uma vaca quadrado.

Um diagrama de corpo livre faz com que seja fácil de usar a segunda lei de Newton,

image1.png

O diagrama de corpo livre tem todas as forças e as suas direcções, que é toda a informação que você precisa encontrar a força resultante. A maneira mais fácil de adicionar vetores é adicionar seus componentes, de modo que você normalmente vai querer encontrar os componentes de um ou mais dos vetores de força no seu diagrama de corpo livre. Ótimo! Você já tem um diagrama mostrando que forma cada um dos seus pontos de vetores. Você pode desenhar os componentes de suas forças no seu diagrama de corpo livre usando linhas tracejadas (ou próximo a ele, se o diagrama está ficando lotado).

Você também pode usar diagramas de corpo livre para resolver problemas de torque. Quando você está resolvendo um problema torque, você também precisa manter o controle de qual parte do objeto as forças age sobre. Torque é força vezes o braço de alavanca, por isso, se você está lidando com o movimento angular, você pode usar o diagrama de corpo livre para descobrir todas as distâncias e ângulos que você precisa encontrar o torque.

menu