Brīvķermeņa diagramma ir objekta un visu to ietekmējošo ārējo spēku vizuāls attēlojums, tāpēc, lai to uzzīmētu, šī informācija ir jāaprēķina
Tie ir ļoti svarīgi, lai strādātu inženierzinātnēs vai fizikas problēmu risināšanā, jo to zīmēšana palīdz jums saprast, kas notiek problēmā. Diagrammu bez ķermeņa var uzzīmēt ļoti vienkārši, izmantojot kvadrātus un bultiņas, vai arī padarīt to daudz sarežģītāku. Vienīgā prasība ir tāda, ka jums vai kādam citam, kas to aplūko, jāspēj saprast, ko diagramma stāsta.
Brīvķermeņa diagramma (FBD) ir noteikta objekta attēlojums, kurā parādīti visi ārējie spēki, kas uz to iedarbojas. FBD ir ļoti noderīgi inženierzinātņu un fizikas problēmu risināšanā.
Soļi
1. daļa no 2: Pamata FBD izveide
1. solis. Identificējiet ķermeni/objektu, no kura vēlaties izveidot FBD
Piemērs: Vīrietis spiež 10 kg smagu kasti uz nelīdzenas grīdas ar berzes koeficientu µ = 0,6, pielietojot 20 N spēku. Jūs izvēlēsities mūsu ķermeni kā kastīti
Solis 2. Uzzīmējiet vienkāršu ķermeņa attēlojumu
Piemērs: izveidojiet kvadrātu, kas attēlo lodziņu
Solis 3. Padomājiet par to, kādi spēki iedarbojas uz ķermeni
Piemērs: tie ir (1) priekšmeta svars, (2) cilvēka stumšanas spēks, (3) grīdas pielietotais normālais spēks un (4) berzes spēks, ko rada raupja grīda
Solis 4. Zīmējiet spēkus pa vienam, izmantojot bultiņas, kas norāda uz spēka virzienu
Vienmēr sāciet ar svaru, jo visiem priekšmetiem ir svars.
Piemērs: (1) Svaram uzzīmējiet bultiņu, kas vērsta uz leju, jo svars ir zemes pievilkšanas spēks, kas vienmēr ir lejup
Solis 5. Uzzīmējiet atlikušos spēkus
Piemērs: (2) Uzzīmējiet bultiņu, kas seko stumšanas spēka virzienam. (3) Parastam spēkam uzzīmējiet bultiņu, kas vērsta uz augšu, jo tai vienmēr jābūt perpendikulārai grīdai. (4) Zīmējiet bultiņu, kas ir pretēja berzes kārbas kustības virzienam
6. solis. Apzīmējiet savus spēkus pareizi, un jūsu pamata FBD ir pabeigts
Tomēr, ja vēlaties noteikt spēku lielumu, varat turpināt šādas darbības.
2. daļa no 2: Spēku lieluma pievienošana
1. solis. Pievienojiet informāciju par svaru
Objekta svars ir vienāds ar objekta masu*paātrinājums gravitācijas dēļ.
- Piemērs: W = m*a. W = (10 kg)*(9,81 m/s^2) = 98,1 N. Uzrakstiet to blakus attiecīgajai bultiņai.
- Piezīme. Spēkus mēra ņūtonos vai N.
2. solis. Pievienojiet stumšanas spēkus
Vīrieša pielietotā stumšanas spēka lielums ir norādīts kā 20N. Uzrakstiet to blakus attiecīgajai bultiņai.
3. solis. Pievienojiet parasto spēku
Parastais spēks ir vienāds ar svara lielumu, kas darbojas perpendikulāri grīdai. Šajā gadījumā viss svars darbojas perpendikulāri grīdai, tāpēc N un W ir vienādi. Tātad, N = 98,1 N. Uzrakstiet to blakus attiecīgajai bultiņai.
4. solis. Pievienojiet berzes spēku
Berzes spēku nosaka pēc formulas: f = µ*N. Tāpēc f = 0,6*(98,1N) = 58,86N. Uzrakstiet to blakus attiecīgajai bultiņai.
