力ベクトルを正確に描き、成分・合力・加速度を計算。物理モデルを確認して、きれいな FBD を書き出せます。
インタラクティブな力ワークスペース
角度は +x 軸から反時計回りに測ります。値を変更すると、図・力の成分表・計算結果がすぐに更新されます。
ライブ更新
0.5 N
24°
アンバランス
0.1 m/s²
力の各成分から加速度が求まる過程を確認できます。すべての式は、図と同じベクトルと質量を使ってリアルタイムに更新されます。
x に沿った力の合計
ΣFx = −0.0 − 37.6 + 54.4 − 16.3 = 0.5 N
y に沿った力の合計
ΣFy = −98.1 + 80.6 + 25.4 − 7.6 = 0.2 N
水平加速度の計算
ax = ΣFx / m = 0.5 / 10.0 = 0.0 m/s²
垂直加速度の計算
ay = ΣFy / m = 0.2 / 10.0 = 0.0 m/s²
合成加速度
|a| = |ΣF| / m = 0.5 / 10.0 = 0.1 m/s² · 方向 24°
ニュートンの第 2 法則に従って、ゼロ以外の合力は合力と同じ方向に加速度を生成します。
重力は表されています
物体に重力が含まれています。
表面接触が表されます
垂直抗力が表面との接触を表しています。
すべての力は識別可能です
各矢印には読み取り可能な力のラベルが付いています。
重複する相互作用はありません
一致する力のタイプと方向は 2 回表示されません。
| 力 | 大きさ | 角度 | Fx | Fy |
|---|---|---|---|---|
| Weight (mg) | 98.1 N | 270° | 0.0 N | -98.1 N |
| Normal (N) | 88.9 N | 115° | -37.6 N | 80.6 N |
| Tension (T) | 60.0 N | 25° | 54.4 N | 25.4 N |
| Friction (f) | 18.0 N | 205° | -16.3 N | -7.6 N |
図と計算はこのブラウザに残ります。力のデータはアップロードまたは保存されていません。
自由体図の基本
自由体図（FBD）は、1 つの物体または系だけを取り出し、作用する外力をベクトル矢印で表した図です。矢印の向きは力の方向を、ラベルと長さは力の種類と大きさを示します。
正しい自由体図には、重力、垂直抗力、摩擦力、張力、抗力、外力などを含めます。速度、加速度、運動経路や、別の物体に作用する反作用の力は描きません。
このメーカーは作図と計算を連動させます。各力を x、y 成分に分解して合計し、合力ベクトルをリアルタイムで更新します。質量と重力加速度から W = mg を設定し、ΣF = ma の式と加速度まで確認できます。
外部相互作用を分析する必要がある正確なボディまたはシステムを選択します。
重力、表面、ロープ、流体、加えられた押しをラベルどおりに表現しますベクトル。
+x から測定されたすべての力に対して Fx = F cos θ および Fy = F sin θ を使用します。
成分を合計して平衡状態をテストするか、加速度の方向を決定します。
完全な物理設定をロードし、その力と成分を検査し、すべての値を独自のシナリオに置き換えます。
宿題から静力学まで
課題、レッスン、技術ノートが必要とする詳細レベルで同じ物理モデルを構築します。
図を送信する前に、欠落している重力、表面接触、重複した力、および不完全なラベルを見つけてください。
力の成分表示を切り替え、つり合う系とつり合わない系を比較し、読みやすい力の表を授業ノートへコピーできます。
正確な角度と大きさを設定し、レポート、スライド、またはさらなる編集のために鮮明な SVG をエクスポートします。
矢印の引き出し以上のもの
すべての力は構造化データであるため、視覚的な結果がその成分や合力の計算から離れることはありません。
ライブ チェックリストは、一般的な描画アプリでは検査できないモデリングの選択肢に重点を置いています。これは、システムの境界と各矢印で表される外部相互作用を確認するのに役立ちます。
速度と加速度は動きを説明します。これらは力のリストには属しません。
自由体図には選んだ物体に作用する力だけを描き、相互作用の相手側に作用する力は描きません。
つり合いは慣性系で加速度がゼロであることを意味します。物体が等速で動いている場合もあります。
たとえば、N = mg cos θ は、他の力や加速度によって垂直バランスが変化しない場合にのみ成立します。
使用可能な出力用に構築
別のアプリで矢印を描き直すことなく、文章題から作図、計算、書き出しまで進められます。
登録も透かしも不要。ページを開いて例を編集し、そのまま結果を書き出せます。
ベクトル成分と合力はすべてブラウザ内で計算され、力のデータは送信されません。
図、力の表、各成分、合力、加速度の式は、すべて同じ編集可能な力の一覧から更新されます。
拡大しても鮮明な SVG と、課題・文書・スライドにすぐ使える PNG を書き出せます。
重力、接触力、ラベル、重複した相互作用をチェックしてから提出できます。
ベクトルを編集しながら Fx、Fy、合力、加速度をリアルタイムで確認できます。
自由体図の描き方
床、傾斜、吊り下げ質量、または加速エレベーターについても、同じ 3 ステップの方法に従います。
インタラクションを追加する前に、正確な物体またはシステムに名前を付け、その質量を入力し、表面または傾斜角度を設定します。
引く、押す、支持、ドラッグ、または引力ごとに 1 つのラベル付きベクトルを入力し、次にその大きさと方向を確認します。
力の成分、合力、ΣF = ma、図のチェックを確認し、課題・授業・レポート用に SVG または PNG で書き出します。
関連するビジュアル ツール
割り当てが力解析から別の視覚的構造に変更される場合は、焦点を絞った図作成ツールを使用します。
自由体図についての質問
自由体図は 1 つの物体または系だけを取り出し、外部との相互作用をラベル付きの力ベクトルで表します。どの力がどの向きに作用するか、必要に応じてその大きさも示すため、ニュートンの法則やつり合いの式を立てる土台になります。
重力、垂直抗力、摩擦力、張力、抗力、ばねの力、外力など、選んだ物体に作用する外力だけを含めます。速度、加速度、運動経路や、別の物体に作用する反作用の力は含めません。
斜面角を設定し、重力を鉛直下向きに、垂直抗力を面に垂直な向きに置きます。摩擦力は相対運動しようとする向きと反対にし、必要なら張力や外力も加えます。成分線を表示すると、水平・鉛直軸に沿った向きを確認できます。
メーカーは、Fx = F cos θ および Fy = F sin θ を使用してすべてのベクトルを解決し、x 成分と y 成分を合計します。これらの合計から、結果として得られる大きさと方向を計算します。正の質量の場合、方程式ラボには、ax = ΣFx/m、ay = ΣFy/m、および合成加速度も表示されます。
図で相対的な力の大きさを一目で伝える必要がある場合は、縮尺付きの矢印を使用します。視覚的な比率よりも読みやすいラベルや方向が重要である概念的なレッスンには、等しい長さの矢印を使用します。どちらの表示モードでも、数値の大きさ、成分表、方程式の結果の信頼性は変わりません。
合力がゼロとは、ベクトルの合計が平衡公差内にあることを意味し、したがって慣性系では加速度がゼロになります。それは物体が静止していることを証明するものではありません。物体は静止したままになることもあれば、等速度で動き続けることもあります。常に、指定された動作条件とともに FBD を解釈してください。
サイズ変更や対応ソフトでの編集が必要な場合は SVG をダウンロードしてください。Word、学習プラットフォーム、課題にすぐ貼り付けるなら PNG が便利です。どちらもライブプレビューと同じラベル、ベクトル、計算結果を使用します。
このメーカーは、隔離した 1 つの物体または系に作用する力ベクトルを示す物理学の自由体図を作成します。解剖図、体型ビジュアライザー、トレーニング表、ポーズ参照ツールではありません。力学、力の成分、つり合い、ニュートンの第二法則に焦点を当てています。
