Et fritkropsdiagram er en visuel repræsentation af et objekt og alle de eksterne kræfter, der virker på det, så for at tegne et skal du have disse oplysninger beregnet
De er meget vigtige for at arbejde inden for teknik eller fysik problemløsning, da tegning dem hjælper dig med at forstå, hvad der foregår i et problem. Et fritkropsdiagram kan tegnes meget enkelt med firkanter og pile, eller du kan gøre det meget mere komplekst. Det eneste krav er, at du eller en anden, der ser på det, skal kunne forstå, hvad diagrammet fortæller.
Et fritlegemediagram (FBD) er en repræsentation af et bestemt objekt, der viser alle de ydre kræfter, der virker på det. FBD'er er meget nyttige i teknik og fysik problemløsning.
Trin
Del 1 af 2: Oprettelse af en grundlæggende FBD
Trin 1. Identificer kroppen/objektet, du vil lave en FBD af
Eksempel: En mand skubber en 10 kg kasse på et ru gulv med en friktionskoefficient på µ = 0,6 ved at anvende en 20N kraft. Du vælger vores krop til at være boksen
Trin 2. Tegn en simpel repræsentation af kroppen
Eksempel: Lav en firkant for at repræsentere boksen
Trin 3. Tænk på, hvilke kræfter der virker på kroppen
Eksempel: Disse er (1) objektets vægt, (2) mandens skubbekraft, (3) den normale kraft, der anvendes af gulvet, og (4) friktionskraften på grund af det ru gulv
Trin 4. Tegn kræfterne en efter en ved hjælp af pile, der peger på kraftens retning
Start altid med vægten, fordi alle objekter har vægt.
Eksempel: (1) For vægten tegner du en pil, der peger nedad, fordi vægten er trækkraften af jordens tyngdekraft, som altid er nedad
Trin 5. Tegn de resterende kræfter
Eksempel: (2) Tegn en pil, der følger skubbekraftens retning. (3) Tegn en pil, der peger opad for den normale kraft, fordi den altid skal være vinkelret på gulvet. (4) Tegn en pil, der er modsat kasserets bevægelsesretning for friktionen
Trin 6. Mærk dine styrker korrekt, og din grundlæggende FBD er færdig
Men hvis du ønsker at sætte kræfternes størrelse, kan du fortsætte til følgende trin.
Del 2 af 2: Tilføjelse af styrkenes størrelse
Trin 1. Tilføj oplysninger om vægten
Objektets vægt er lig med objektets masse*acceleration på grund af tyngdekraften.
- Eksempel: W = m*a. W = (10kg)*(9,81m/s^2) = 98,1N. Skriv dette ved siden af den respektive pil.
- Bemærk: Styrker måles i Newton eller N.
Trin 2. Tilføj push -kræfterne
Størrelsen af den skubbende kraft, der påføres af manden, er angivet som 20N. Skriv dette ved siden af den respektive pil.
Trin 3. Tilføj den normale kraft
Den normale kraft er lig med størrelsen af den vægt, der virker vinkelret på gulvet. I dette tilfælde virker hele vægten vinkelret på gulvet, derfor er N og W lige store. Så N = 98,1N. Skriv dette ved siden af den respektive pil.
Trin 4. Tilføj friktionskraften
Friktionskraften er givet ved formlen: f = µ*N. Derfor er f = 0,6*(98,1N) = 58,86N. Skriv dette ved siden af den respektive pil.
