نمودار بدن آزاد نمایشی بصری از یک جسم و تمام نیروهای خارجی است که بر روی آن تأثیر می گذارد ، بنابراین برای ترسیم آن باید این اطلاعات را محاسبه کنید
آنها برای کار در مهندسی یا حل مسائل فیزیک بسیار مهم هستند زیرا ترسیم آنها به شما کمک می کند تا درک کنید که در یک مسئله چه می گذرد. یک نمودار بدن آزاد را می توان بسیار ساده ، با مربع و فلش ترسیم کرد ، یا می توانید آن را بسیار پیچیده تر کنید. تنها شرط این است که شما یا شخص دیگری که به آن نگاه می کند باید بتواند آنچه را که نمودار نشان می دهد بفهمد.
نمودار بدن آزاد (FBD) نمایشی از یک جسم خاص است که تمام نیروهای خارجی را که بر روی آن عمل می کنند نشان می دهد. FBD ها در مهندسی و حل مسائل فیزیک بسیار مفید هستند.
مراحل
قسمت 1 از 2: ایجاد FBD اساسی
مرحله 1. بدن/جسمی را که می خواهید از آن FBD بسازید مشخص کنید
مثال: مردی با اعمال نیروی 20N یک جعبه 10 کیلوگرمی را روی کف ناهموار با ضریب اصطکاک μ = 0.6 هل می دهد. بدن ما را به عنوان جعبه انتخاب می کنید
مرحله 2. یک نمای ساده از بدن رسم کنید
مثال: یک مربع برای نشان دادن کادر بسازید
مرحله 3. فکر کنید کدام نیروها بر بدن وارد می شوند
مثال: این موارد عبارتند از (1) وزن جسم ، (2) نیروی هل دادن انسان ، (3) نیروی عادی اعمال شده توسط کف ، و (4) نیروی اصطکاک ناشی از ناهمواری کف
مرحله 4. با استفاده از فلش هایی که جهت نیرو را نشان می دهد ، نیروها را یک به یک بکشید
همیشه با وزن شروع کنید زیرا همه اجسام وزن دارند.
مثال: (1) برای وزن ، یک پیکان به سمت پایین بکشید زیرا وزن نیروی کشش گرانش زمین است که همیشه به سمت پایین است
مرحله 5. نیروهای باقی مانده را بکشید
مثال: (2) یک فلش بکشید که جهت نیروی هل دادن را دنبال می کند. (3) یک فلش به سمت بالا برای نیروی عادی بکشید زیرا باید همیشه عمود بر کف باشد. (4) یک فلش بکشید که جهت اصطکاک در جهت جهت حرکت جعبه باشد
مرحله 6. نیروهای خود را به درستی برچسب بزنید و FBD اولیه شما تمام شده است
با این حال ، اگر می خواهید قدر نیروها را تعیین کنید ، می توانید مراحل زیر را ادامه دهید.
قسمت 2 از 2: افزودن بزرگی نیروها
مرحله 1. اطلاعات مربوط به وزن را اضافه کنید
وزن جسم برابر با جرم جسم*شتاب ناشی از گرانش است.
- مثال: W = m*a. W = (10kg)*(9.81m/s^2) = 98.1N این را در کنار پیکان مربوطه بنویسید.
- توجه: نیروها با نیوتن یا N اندازه گیری می شوند.
مرحله 2. نیروهای فشار را اضافه کنید
مقدار نیروی هل دادن اعمال شده توسط انسان 20N است. این را در کنار پیکان مربوطه بنویسید.
مرحله 3. نیروی عادی را اضافه کنید
نیروی عادی برابر مقدار وزنی است که عمود بر کف عمل می کند. در این حالت ، تمام وزن عمود بر کف عمل می کند ، بنابراین N و W از نظر اندازه برابر هستند. بنابراین ، N = 98.1N این را در کنار پیکان مربوطه بنویسید.
مرحله 4. نیروی اصطکاک را اضافه کنید
نیروی اصطکاک با فرمول داده می شود: f = µ*N. بنابراین ، f = 0.6*(98.1N) = 58.86N. این را در کنار پیکان مربوطه بنویسید.
