Een vrijlichaamsdiagram is een visuele weergave van een object en alle externe krachten die erop werken, dus om er een te tekenen, moet u deze informatie laten berekenen
Ze zijn erg belangrijk voor het oplossen van problemen in de techniek of natuurkunde, omdat het tekenen ervan je helpt te begrijpen wat er in een probleem aan de hand is. Een vrijlichaamsdiagram kan heel eenvoudig worden getekend, met vierkanten en pijlen, of je kunt het veel complexer maken. De enige vereiste is dat u of iemand anders die ernaar kijkt, moet kunnen begrijpen wat het diagram vertelt.
Een vrijlichaamsdiagram (FBD) is een weergave van een bepaald object met alle externe krachten die erop inwerken. FBD's zijn zeer nuttig bij het oplossen van technische en natuurkundige problemen.
Stappen
Deel 1 van 2: Een basis-FBD maken
Stap 1. Identificeer het lichaam/object waarvan je een FBD wilt maken
Voorbeeld: Een man duwt een doos van 10 kg op een ruwe vloer, met een wrijvingscoëfficiënt van µ = 0,6, door een kracht van 20 N uit te oefenen. Jij kiest ons lichaam als de doos
Stap 2. Teken een eenvoudige voorstelling van het lichaam
Voorbeeld: Maak een vierkant om de doos weer te geven
Stap 3. Bedenk welke krachten er op het lichaam werken
Voorbeeld: Dit zijn (1) het gewicht van het object, (2) de duwkracht van de man, (3) de normaalkracht uitgeoefend door de vloer, en (4) de wrijvingskracht door de ruwe vloer
Stap 4. Teken de krachten één voor één met behulp van pijlen die in de richting van de kracht wijzen
Begin altijd met het gewicht, want alle objecten hebben gewicht.
Voorbeeld: (1) Teken voor het gewicht een pijl die naar beneden wijst, omdat het gewicht de trekkracht is van de zwaartekracht van de aarde, die altijd naar beneden is
Stap 5. Teken de resterende krachten
Voorbeeld: (2) Teken een pijl die de richting van de duwkracht volgt. (3) Teken een pijl die naar boven wijst voor de normaalkracht omdat deze altijd loodrecht op de vloer moet staan. (4) Teken een pijl die tegengesteld is aan de bewegingsrichting van de doos voor de wrijving
Stap 6. Label je troepen goed en je basis-FBD is klaar
Als u echter de grootte van de krachten wilt aangeven, kunt u doorgaan met de volgende stappen.
Deel 2 van 2: De omvang van de krachten toevoegen
Stap 1. Voeg informatie over het gewicht toe
Het gewicht van het object is gelijk aan de massa van het object*versnelling door de zwaartekracht.
- Voorbeeld: W = m*a. W = (10kg)*(9,81m/s^2) = 98,1N. Schrijf dit naast de bijbehorende pijl.
- Opmerking: Krachten worden gemeten in Newton of N.
Stap 2. Voeg de duwkrachten toe
De grootte van de door de man uitgeoefende duwkracht wordt gegeven als 20N. Schrijf dit naast de bijbehorende pijl.
Stap 3. Voeg de normaalkracht toe
De normaalkracht is gelijk aan de grootte van het gewicht dat loodrecht op de vloer werkt. In dit geval werkt al het gewicht loodrecht op de vloer, daarom zijn N en W even groot. Dus N = 98,1N. Schrijf dit naast de bijbehorende pijl.
Stap 4. Voeg de wrijvingskracht toe
De wrijvingskracht wordt gegeven door de formule: f=µ*N. Daarom is f = 0,6*(98,1N) = 58,86N. Schrijf dit naast de bijbehorende pijl.
