المخططات البيانية للأجسام الحرة

عند تطبيق قانون نيوتن في مواقف محددة قد تكون القوى المؤثرة في نفس الوقت كثيرة: بعض هذه القوى قد يؤثر على الجسم المطلوب إيجاد عجلته ، بينما يؤثر البعض الآخر على الأجسام المحيطة بالجسم . فالشكل (1 أ) مثلاً يمثل طفلة تجر عربة ، هناك قوى كثيرة مؤثرة على العربة: الحبل ، الجاذبية ، قوة ضغط من أسفل إلى أعلى التي تؤثر بها الأرض الصلبة على عجلات العربة. كذلك توجد قوة مؤثرة على الأرض وعلى الطفلة. ولكن إذا كان اهتمامنا موجهاً إلى حركة العربة فقط فإن هذه القوة لا علاقة لها بالموضوع. وعموماً فإن جميع القوة المؤثرة على الأجسام المحيطة بالجسم لا تحدد ما يحدث للجسم ؛ إنها تساعد فقط في تعيين القوة التي تؤثر عليه مباشرة.

الشكل (1)

ولتوضيح هذا الموقف من المفيد أن ترسم صورة تعزل وتحدد فقط تلك القوة المؤثرة على الجسم المعنى. مثل هذه الصورة تسمى المخطط البياني للجسم الحر. وحتى إذا كان بعض القوى المؤثرة على السجم مجهولاً يمكننا توضيحاً في المخطط البياني للجسم الحر بالرموز مع تحديد اتجاهاتها. ويمثل الشكل 1) ب) المخطط البياني للجسم في حالة العربة.