Диаграмата на свободно тяло е визуално представяне на обект и всички външни сили, действащи върху него, така че за да го нарисувате, ще трябва да изчислите тази информация
Те са много важни за работа в инженерни или физически проблеми, тъй като тяхното рисуване ви помага да разберете какво се случва в даден проблем. Диаграма на свободно тяло може да бъде нарисувана много просто, с квадратчета и стрелки, или можете да я направите много по-сложна. Единственото изискване е вие или някой друг, който го гледате, да можете да разберете какво казва диаграмата.
Диаграма на свободно тяло (FBD) е представяне на определен обект, показващо всички външни сили, които действат върху него. FBD са много полезни при решаването на инженерни и физически проблеми.
Стъпки
Част 1 от 2: Създаване на основен FBD
Стъпка 1. Определете тялото/обекта, от който искате да направите FBD
Пример: Мъж натиска кутия от 10 кг върху груб под, с коефициент на триене µ = 0,6, чрез прилагане на сила 20N. Вие ще изберете нашето тяло да бъде кутията
Стъпка 2. Начертайте просто изображение на тялото
Пример: Направете квадрат, който да представлява кутията
Стъпка 3. Помислете кои сили действат върху тялото
Пример: Това са (1) теглото на предмета, (2) натискащата сила на човека, (3) нормалната сила, приложена от пода, и (4) силата на триене, дължаща се на грубия под
Стъпка 4. Начертайте силите една по една, като използвате стрелки, сочещи посоката на силата
Винаги започвайте с теглото, защото всички предмети имат тегло.
Пример: (1) За теглото нарисувайте стрелка, насочена надолу, защото тежестта е силата на теглене на земната гравитация, която винаги е надолу
Стъпка 5. Начертайте останалите сили
Пример: (2) Начертайте стрелка, която следва посоката на натискащата сила. (3) Начертайте стрелка, насочена нагоре за нормалната сила, защото тя винаги трябва да е перпендикулярна на пода. (4) Начертайте стрелка, която е противоположна на посоката на движение на кутията за триене
Стъпка 6. Обозначете правилно силите си и основният ви FBD е готов
Ако обаче искате да поставите силата на силите, можете да продължите към следните стъпки.
Част 2 от 2: Добавяне на величината на силите
Стъпка 1. Добавете информация за теглото
Теглото на обекта е равно на масата на обекта*ускорение поради гравитацията.
- Пример: W = m*a. W = (10 кг)*(9,81 м/сек^2) = 98,1 N. Напишете това до съответната стрелка.
- Забележка: Силите се измерват в Нютони или N.
Стъпка 2. Добавете силите на натиск
Величината на натискащата сила, приложена от човека, е дадена като 20N. Напишете това до съответната стрелка.
Стъпка 3. Добавете нормалната сила
Нормалната сила е равна на величината на тежестта, която действа перпендикулярно на пода. В този случай цялото тегло действа перпендикулярно на пода, следователно N и W са равни по големина. И така, N = 98.1N. Напишете това до съответната стрелка.
Стъпка 4. Добавете силата на триене
Силата на триене се определя по формулата: f = µ*N. Следователно, f = 0.6*(98.1N) = 58.86N. Напишете това до съответната стрелка.
