Et frikroppsdiagram er en visuell fremstilling av et objekt og alle de ytre kreftene som virker på det, så for å tegne en må du beregne denne informasjonen
De er veldig viktige for å jobbe med ingeniørfag eller fysikkproblemløsning siden du tegner dem hjelper deg å forstå hva som skjer i et problem. Et frikroppsdiagram kan tegnes veldig enkelt, med firkanter og piler, eller du kan gjøre det mye mer komplekst. Det eneste kravet er at du eller noen andre som ser på det skal kunne forstå hva diagrammet forteller.
Et frikroppsdiagram (FBD) er en representasjon av et bestemt objekt som viser alle de ytre kreftene som virker på det. FBD -er er veldig hjelpsomme i ingeniørfag og problemløsing.
Trinn
Del 1 av 2: Opprette en grunnleggende FBD
Trinn 1. Identifiser kroppen/objektet du vil lage en FBD av
Eksempel: En mann skyver en 10 kg boks på et grovt gulv, med en friksjonskoeffisient på µ = 0,6, ved å påføre en 20N kraft. Du vil velge kroppen vår som boksen
Trinn 2. Tegn en enkel representasjon av kroppen
Eksempel: Lag en firkant for å representere boksen
Trinn 3. Tenk på hvilke krefter som virker på kroppen
Eksempel: Dette er (1) gjenstandens vekt, (2) mannens skyvekraft, (3) normalkraften som brukes av gulvet, og (4) friksjonskraften på grunn av det grove gulvet
Trinn 4. Tegn kreftene en etter en ved å bruke piler som peker mot kraftens retning
Start alltid med vekten fordi alle gjenstander har vekt.
Eksempel: (1) For vekten tegner du en pil som peker nedover fordi vekten er trekkraften til jordens tyngdekraft, som alltid er nedover
Trinn 5. Tegn de resterende kreftene
Eksempel: (2) Tegn en pil som følger retningen til skyvekraften. (3) Tegn en pil som peker oppover for normal kraft fordi den alltid skal være vinkelrett på gulvet. (4) Tegn en pil som er motsatt bevegelsesretningen til boksen for friksjonen
Trinn 6. Merk kreftene dine ordentlig, og din grunnleggende FBD er ferdig
Men hvis du ønsker å angi størrelsen på kreftene, kan du fortsette til følgende trinn.
Del 2 av 2: Legge til styrkenes størrelse
Trinn 1. Legg til informasjon om vekten
Objektets vekt er lik massen av objekt*akselerasjon på grunn av tyngdekraften.
- Eksempel: W = m*a. W = (10kg)*(9,81m/s^2) = 98,1N. Skriv dette ved siden av den respektive pilen.
- Merk: Krefter måles i Newton eller N.
Trinn 2. Legg til skyvekreftene
Størrelsen på skyvekraften fra mannen er gitt som 20N. Skriv dette ved siden av den respektive pilen.
Trinn 3. Legg til normal kraft
Den normale kraften er lik størrelsen på vekten som virker vinkelrett på gulvet. I dette tilfellet virker hele vekten vinkelrett på gulvet, derfor er N og W like store. Så, N = 98,1N. Skriv dette ved siden av den respektive pilen.
Trinn 4. Legg til friksjonskraften
Friksjonskraften er gitt ved formelen: f = µ*N. Derfor er f = 0,6*(98,1N) = 58,86N. Skriv dette ved siden av den respektive pilen.
