Laisvo kūno diagrama yra vizualus objekto ir visų jį veikiančių išorinių jėgų vaizdas, todėl, norėdami jį nupiešti, turėsite apskaičiuoti šią informaciją
Jie yra labai svarbūs dirbant sprendžiant inžinerijos ar fizikos problemas, nes jų piešimas padeda suprasti, kas vyksta problemoje. Laisvo kūno diagramą galima piešti labai paprastai, naudojant kvadratus ir rodykles, arba galite padaryti ją daug sudėtingesnę. Vienintelis reikalavimas yra tai, kad jūs ar kas nors kitas, žiūrėdamas į jį, turėtų suprasti, ką sako diagrama.
Laisvojo kūno diagrama (FBD) yra tam tikro objekto atvaizdas, parodantis visas jį veikiančias išorines jėgas. FBD yra labai naudingi sprendžiant inžinerijos ir fizikos problemas.
Žingsniai
1 dalis iš 2: Pagrindinio FBD kūrimas
1 žingsnis. Nustatykite kūną/objektą, iš kurio norite atlikti FBD
Pavyzdys: vyras stumia 10 kg dėžę ant grubių grindų, kurios trinties koeficientas µ = 0,6, taikydamas 20N jėgą. Jūs pasirinksite mūsų kūną, kuris bus dėžutė
2 žingsnis. Nubraižykite paprastą kūno vaizdą
Pavyzdys: padarykite kvadratą, vaizduojantį langelį
Žingsnis 3. Pagalvokite, kokios jėgos veikia kūną
Pavyzdys: tai yra (1) objekto svoris, (2) žmogaus stūmimo jėga, (3) grindų įprasta jėga ir (4) trinties jėga dėl grubių grindų
Žingsnis 4. Nubrėžkite jėgas po vieną, naudodami rodykles, nukreiptas į jėgos kryptį
Visada pradėkite nuo svorio, nes visi objektai turi svorį.
Pavyzdys: (1) Svoriui nubrėžkite rodyklę, nukreiptą žemyn, nes svoris yra žemės traukos jėga, kuri visada yra žemyn
Žingsnis 5. Nubrėžkite likusias jėgas
Pavyzdys: (2) Nubrėžkite rodyklę, kuri seka stumiančios jėgos kryptį. (3) Nubrėžkite rodyklę, nukreiptą į viršų normaliai jėgai, nes ji visada turi būti statmena grindims. (4) Nubrėžkite rodyklę, kuri yra priešinga trinties dėžės judėjimo krypčiai
Žingsnis 6. Tinkamai pažymėkite savo jėgas ir jūsų pagrindinis FBD atliktas
Tačiau, jei norite nustatyti jėgų dydį, galite tęsti šiuos veiksmus.
2 dalis iš 2: pajėgų dydžio pridėjimas
Žingsnis 1. Pridėkite informacijos apie svorį
Objekto svoris yra lygus objekto masei*pagreitis dėl gravitacijos.
- Pavyzdys: W = m*a. W = (10 kg)*(9,81 m/s^2) = 98,1 N. Parašykite tai šalia atitinkamos rodyklės.
- Pastaba: jėgos matuojamos niutonais arba N.
Žingsnis 2. Pridėkite stūmimo jėgas
Vyro taikomos stūmimo jėgos dydis nurodomas kaip 20N. Parašykite tai šalia atitinkamos rodyklės.
Žingsnis 3. Pridėkite įprastą jėgą
Įprasta jėga yra lygi svorio, kuris veikia statmenai grindims, dydžiui. Šiuo atveju visas svoris veikia statmenai grindims, todėl N ir W yra vienodo dydžio. Taigi, N = 98,1 N. Parašykite tai šalia atitinkamos rodyklės.
Žingsnis 4. Pridėkite trinties jėgą
Trinties jėga pateikiama pagal formulę: f = µ*N. Todėl f = 0,6*(98,1N) = 58,86N. Parašykite tai šalia atitinkamos rodyklės.
