Serbest Cisim Diyagramı[1][1]Roylance, D. (1999). Mechanics of Materials. MIT OpenCourseWare; gerilme, şekil değiştirme ve eğilme modülleri.Kaynağa Git

Serbest cisim diyagramı, denge veya hareket denklemiHareket DenklemiBir dinamik sistemin atalet, sönüm ve rijitlik kuvvetleri ile dışarıdan uygulanan yükler arasındaki dengeyi ifade eden, sistemin zamana bağlı tepkisini tanımlayan temel diferansiyel denklem. kurulacak parçanın sınırlarını açıkça tanımlar. Uygulanan yükler, ağırlık, mesnetMesnetBir taşıyıcı elemanın yüklerini zemine veya diğer elemanlara aktardığı, hareket serbestliğini kısıtlayan bağlantı noktası. tepkileri ve kesilen bağlantılardaki iç kuvvetler bu parça üzerinde gösterilir.

Düzlemsel statik denge için:

$$\sum F_x=0,\qquad \sum F_y=0,\qquad \sum M=0$$

denklemleri kullanılır. Kuvvetlerin uygulama noktaları ve moment kolları diyagramda belirtilir.

Bir bağlantı kesildiğinde karşılıklı parçalara etkiyen kuvvetler etki-tepki çiftidir. Mesnetlerin engellediği hareketlerle uyumlu bilinmeyenler seçmek, eksik ya da gereksiz tepki kuvvetleri tanımlanmasını önler. Dinamik problemlerde aynı diyagram, kütle ve ivmeyle birlikte hareket denkleminin temelini oluşturur. Kesit yönteminde eleman hayalî bir düzlemle kesilir ve ayrılan parçanın serbest cisim diyagramı üzerinden normal kuvvetNormal KuvvetBir kesite, kesit düzlemine dik (eksen doğrultusunda) etkiyen, çekme veya basınç olarak ortaya çıkan iç kuvvet., kesme kuvvetiKesme KuvvetiBir kesitin bir tarafındaki kuvvetlerin, kesite paralel bileşkesi; kesitte kayma gerilmesi doğuran iç kuvvet. ve eğilme momentiEğilme MomentiBir kesite etkiyen, kesiti eğmeye çalışan; kesitin bir tarafındaki kuvvetlerin o kesite göre moment toplamından oluşan iç kuvvet. denge denklemleriyle hesaplanır. Doğru çizilmiş bir diyagram hesap hatalarını önemli ölçüde azaltır.