Diagram prostega telesa je vizualna predstavitev predmeta in vseh zunanjih sil, ki nanj delujejo, zato morate za narisanje izračunati te podatke
So zelo pomembni za delo pri reševanju inženirskih ali fizikalnih problemov, saj vam njihovo risanje pomaga razumeti, kaj se dogaja v problemu. Diagram prostega telesa lahko narišete zelo preprosto s kvadrati in puščicami ali pa ga naredite veliko bolj zapletenega. Edina zahteva je, da vi ali kdo drug, ki ga gledate, razumete, kaj diagram pove.
Diagram prostega telesa (FBD) je predstavitev določenega predmeta, ki prikazuje vse zunanje sile, ki nanj delujejo. FBD so zelo koristni pri reševanju inženirskih in fizikalnih težav.
Koraki
1. del od 2: Ustvarjanje osnovnega FBD
Korak 1. Opredelite telo/predmet, iz katerega želite izdelati FBD
Primer: Moški s silo 20N potiska 10 -kilogramsko škatlo na grobo tla s koeficientom trenja µ = 0,6. Za škatlo boste izbrali naše telo
Korak 2. Narišite preprosto predstavo telesa
Primer: Naredite kvadrat, ki predstavlja polje
Korak 3. Pomislite, katere sile delujejo na telo
Primer: To so (1) teža predmeta, (2) potisna sila človeka, (3) normalna sila tal, ki deluje na tla, in (4) sila trenja zaradi hrapavega dna
Korak 4. Potegnite sile eno za drugo s puščicami, ki kažejo na smer sile
Vedno začnite s težo, ker imajo vsi predmeti težo.
Primer: (1) Za težo narišite puščico, usmerjeno navzdol, ker je teža vlečna sila zemeljske teže, ki je vedno navzdol
Korak 5. Narišite preostale sile
Primer: (2) Narišite puščico, ki sledi smeri potisne sile. (3) Narišite puščico, usmerjeno navzgor za normalno silo, ker mora biti vedno pravokotna na tla. (4) Narišite puščico, ki je nasprotna smeri gibanja škatle za trenje
Korak 6. Pravilno označite svoje sile in vaš osnovni FBD je končan
Če pa želite povečati moč sil, lahko nadaljujete z naslednjimi koraki.
2. del 2: Dodajanje velikosti sil
Korak 1. Dodajte podatke o teži
Teža predmeta je enaka masi predmeta*pospešek zaradi gravitacije.
- Primer: W = m*a. Š = (10 kg)*(9,81 m/s^2) = 98,1 N. To napiši poleg ustrezne puščice.
- Opomba: Sile se merijo v Newtonih ali N.
Korak 2. Dodajte potisne sile
Moč potisne sile, ki jo uporabi človek, je 20N. To napiši poleg ustrezne puščice.
Korak 3. Dodajte normalno silo
Normalna sila je enaka velikosti teže, ki deluje pravokotno na tla. V tem primeru vsa teža deluje pravokotno na tla, zato sta N in W po velikosti enaka. Torej, N = 98,1N. To napiši poleg ustrezne puščice.
Korak 4. Dodajte silo trenja
Sila trenja je podana s formulo: f = µ*N. Zato je f = 0,6*(98,1N) = 58,86N. To napiši poleg ustrezne puščice.
