თავისუფალი სხეულის დიაგრამა არის ობიექტის ვიზუალური წარმოდგენა და მასზე მოქმედი ყველა გარეგანი ძალა, ასე რომ, მისი დახატვისთვის თქვენ უნდა გაანგარიშოთ ეს ინფორმაცია
ისინი ძალზე მნიშვნელოვანია ინჟინერიაში ან ფიზიკაში პრობლემის გადაჭრაში, რადგან მათი დახატვა გეხმარებათ გაიგოთ რა ხდება პრობლემაში. თავისუფალი სხეულის დიაგრამა შეიძლება შედგენილი იყოს ძალიან მარტივად, კვადრატებითა და ისრებით, ან შეგიძლიათ გახადოთ ის უფრო რთული. ერთადერთი მოთხოვნაა, რომ თქვენ ან ვინმემ, ვინც მას უყურებს, უნდა შეეძლოს იმის გაგება, თუ რას ამბობს დიაგრამა.
თავისუფალი სხეულის დიაგრამა (FBD) არის გარკვეული ობიექტის წარმოდგენა, რომელიც აჩვენებს ყველა გარე ძალას, რომელიც მოქმედებს მასზე. FBD– ები ძალიან გვეხმარება ინჟინერიისა და ფიზიკის პრობლემების გადაჭრაში.
ნაბიჯები
ნაწილი 1 2 -დან: ძირითადი FBD- ის შექმნა
ნაბიჯი 1. ამოიცანით სხეული/ობიექტი, რომლის დამზადებაც გსურთ FBD
მაგალითი: ადამიანი უბიძგებს 10 კილოგრამიან ყუთს უხეშ იატაკზე, ხახუნის კოეფიციენტით μ = 0.6, 20N ძალის გამოყენებით. თქვენ ირჩევთ ჩვენს სხეულს ყუთში
ნაბიჯი 2. დახაზეთ სხეულის მარტივი წარმოდგენა
მაგალითი: გააკეთეთ კვადრატი ყუთის გამოსახატავად
ნაბიჯი 3. დაფიქრდით რომელი ძალები მოქმედებს სხეულზე
მაგალითი: ეს არის (1) ობიექტის წონა, (2) ადამიანის მამოძრავებელი ძალა, (3) იატაკის მიერ გამოყენებული ნორმალური ძალა და (4) უხეში იატაკის გამო ხახუნის ძალა
ნაბიჯი 4. მიაპყროს ძალებს სათითაოდ ისრის გამოყენებით, რომელიც მიმართულია ძალის მიმართულებით
ყოველთვის დაიწყეთ წონით, რადგან ყველა საგანს აქვს წონა.
მაგალითი: (1) წონისთვის დახაზეთ ისარი ქვევით მიმართული, რადგან წონა არის დედამიწის გრავიტაციის გამწევ ძალა, რომელიც ყოველთვის ქვევით არის
ნაბიჯი 5. დახაზეთ დარჩენილი ძალები
მაგალითი: (2) დახაზეთ ისარი, რომელიც მიჰყვება უბიძგებელი ძალის მიმართულებას. (3) დახაზეთ ისარი, რომელიც მიმართულია ნორმალური ძალის ზემოთ, რადგან ის ყოველთვის უნდა იყოს პერპენდიკულარული იატაკზე. (4) დახაზეთ ისარი, რომელიც საპირისპიროა ყუთის მოძრაობის მიმართულებით ხახუნისათვის
ნაბიჯი 6. მონიშნეთ თქვენი ძალები სწორად და თქვენი ძირითადი FBD დასრულებულია
თუმცა, თუ გსურთ ძალების სიდიდის დადგენა, შეგიძლიათ გააგრძელოთ შემდეგი ნაბიჯები.
მე -2 ნაწილი 2: ძალების სიდიდის დამატება
ნაბიჯი 1. დაამატეთ ინფორმაცია წონის შესახებ
ობიექტის წონა უტოლდება მასის*აჩქარებას სიმძიმის გამო.
- მაგალითი: W = m*a. W = (10kg)*(9.81m/s^2) = 98.1N ჩაწერეთ ეს შესაბამისი ისრის გვერდით.
- შენიშვნა: ძალები იზომება ნიუტონში ან N.
ნაბიჯი 2. დაამატეთ ბიძგის ძალები
მამაკაცის მიერ მიწოდებული ძალის სიდიდე მოცემულია 20N. ჩაწერეთ ეს შესაბამისი ისრის გვერდით.
ნაბიჯი 3. დაამატეთ ნორმალური ძალა
ნორმალური ძალა ტოლია იმ წონის სიდიდისა, რომელიც მოქმედებს პერპენდიკულარულად იატაკზე. ამ შემთხვევაში, მთელი წონა მოქმედებს პერპენდიკულარულად იატაკზე, შესაბამისად, N და W ტოლია სიდიდის. ასე რომ, N = 98.1N ჩაწერეთ ეს შესაბამისი ისრის გვერდით.
ნაბიჯი 4. დაამატეთ ხახუნის ძალა
ხახუნის ძალა მოცემულია ფორმულით: f = µ*N. ამრიგად, f = 0.6*(98.1N) = 58.86N. ჩაწერეთ ეს შესაბამისი ისრის გვერდით.
