Comment dessiner un diagramme corporel libre?
Pour dessiner un diagramme de corps libre, commencez par esquisser une représentation simple du corps dont vous voulez faire le diagramme, comme un carré pour représenter une boîte. Ensuite, dessinez des flèches sur la forme qui montrent les forces agissant sur l'objet. Par exemple, dessinez une flèche vers le bas pour indiquer le poids de l'objet, car la gravité tire l'objet vers le bas. Ensuite, tracez des lignes pour les autres forces, comme une flèche latérale pour indiquer une force de poussée. Enfin, étiquetez chaque flèche avec la force qu'elle représente et l'ampleur de cette force. Pour apprendre à convertir le poids d'un objet en Newtons de force, lisez la suite!
Un diagramme de corps libre est une représentation visuelle d'un objet et de toutes les forces externes agissant sur lui, donc pour en dessiner un, vous devrez faire calculer cette information. Ils sont très importants pour travailler dans la résolution de problèmes d'ingénierie ou de physique, car leur dessin vous aide à comprendre ce qui se passe dans un problème. Un diagramme à corps libre peut être dessiné très simplement, avec des carrés et des flèches, ou vous pouvez le rendre beaucoup plus complexe. La seule exigence est que vous ou quelqu'un d'autre qui le regarde devrait être en mesure de comprendre ce que dit le diagramme.
Un diagramme de corps libre (FBD) est une représentation d'un certain objet montrant toutes les forces externes qui agissent sur lui. Les FBD sont très utiles dans la résolution de problèmes d'ingénierie et de physique.
Partie 1 sur 2: Créer un fichier fbd de base
- 1Identifiez le corps / objet dont vous souhaitez créer un FBD.
- Exemple: Un homme pousse une boîte de 10 kg sur un sol rugueux, avec un coefficient de frottement µ = 0,6, en appliquant une force de 20N. Vous sélectionnerez notre corps comme boîte.
- 2Dessinez une représentation simple du corps.
- Exemple: faites un carré pour représenter la boîte.
- 3Pensez aux forces qui agissent sur le corps.
- Exemple: Ce sont (1) le poids de l'objet, (2) la force de poussée de l'homme, (3) la force normale appliquée par le sol et (4) la force de frottement due au sol rugueux.
- 4Dessinez les forces une par une à l'aide des flèches pointant vers la direction de la force. Commencez toujours par le poids car tous les objets ont un poids.
- Exemple: (1) Pour le poids, dessinez une flèche pointant vers le bas car le poids est la force de traction de la gravité terrestre, qui est toujours vers le bas.
- 5Dessinez les forces restantes.
- Exemple: (2) Dessinez une flèche qui suit la direction de la force de poussée. (3) Dessinez une flèche pointant vers le haut pour la force normale car elle doit toujours être perpendiculaire au sol. (4) Dessinez une flèche opposée à la direction du mouvement de la boîte pour le frottement.
- 6Étiquetez correctement vos forces et votre FBD de base est terminé! Cependant, si vous souhaitez mettre l'amplitude des forces, vous pouvez passer aux étapes suivantes.
Partie 2 sur 2: addition de la magnitude des forces
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- 2Ajoutez les forces de poussée. L'amplitude de la force de poussée appliquée par l'homme est donnée à 20N. Écrivez ceci à côté de sa flèche respective.
- 3Ajoutez la force normale. La force normale est égale à la grandeur du poids qui agit perpendiculairement au sol. Dans ce cas, tout le poids agit perpendiculairement au sol, par conséquent, N et W sont égaux en grandeur. Donc, N = 98,1N. Écrivez ceci à côté de sa flèche respective.
- 4Ajoutez la force de friction. La force de frottement est donnée par la formule: f = µ * N. Par conséquent, f = 0,6 * (98,1N) = 58,86N. Écrivez ceci à côté de sa flèche respective.
- Maintenant que toutes les forces sont représentées avec leur direction et leur ampleur, votre FBD est prêt pour une analyse technique ou physique plus poussée!
- Faites des recherches sur d'autres forces qui peuvent être appliquées sur un corps (par exemple, la force de tension).
Questions et réponses
- Comment trouver la force de réaction d'accélération et d'action?Puisque le diagramme du corps libre montre les forces, si vous connaissez la masse, vous pouvez utiliser l'équation F = ma. F est la force, M est la masse et A est l'accélération. Les forces de réaction d'action sont égales les unes aux autres et sont dans des directions opposées.
- Quelles sont les meilleures équations pour résoudre un diagramme de corps libre?Selon le type de diagramme du corps libre, de nombreuses équations différentes seront utilisées. La deuxième loi de Newton, la loi de Hooke et les formules de friction statique sont toutes utiles.
- Comment calculer l'amplitude du frottement?Amplitude du frottement (f) = μN (μ = coefficient de frottement, N = force normale). μ dépend de la surface sur laquelle le corps se déplace. La valeur de la force normale sera "la plupart du temps" égale au poids de l'objet (mg).
- Un homme applique une force de 450 N pour pousser une caisse d'une masse de 900 kg sur un plancher horizontal. Comment cela peut-il être calculé?F = ma; m = 900 kg, a = xm / sec. A = f / m; a = 450/900 = 0,5 m / sec. Par conséquent, l'accélération est de 0,5 m / s.
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- Comment dessiner un diagramme du corps libre d'un garçon tirant le bureau avec une force de 70 N.Il y a une force de 20 N.
- Dans différents plans, existe-t-il une méthode pour dessiner des diagrammes de corps libres dans l'un d'entre eux?
