Vaba keha diagramm on objekti ja kõigi sellele mõjuvate välisjõudude visuaalne kujutis, nii et selle joonistamiseks peate selle teabe arvutama. Need on väga olulised inseneri- või füüsikaprobleemide lahendamiseks, kuna nende joonistamine aitab mõista, mis ülesandes toimub. Vaba keha diagrammi saab joonistada väga lihtsalt, ruutude ja nooltega või muuta selle palju keerulisemaks. Ainus nõue on, et teie või keegi teine, kes seda vaatab, peaks aru saama, mida diagramm räägib. Vaba keha diagramm (FBD) on teatud objekti esitus, mis näitab kõiki sellele mõjuvaid väliseid jõude. FBD-d on väga abiks inseneri- ja füüsikaprobleemide lahendamisel.
1
Tuvastage keha/objekt, mille kohta soovite FBD-d teha.Näide: mees lükkab 20N jõudu rakendades konarlikul põrandal 10 kg kaaluvat kasti, mille hõõrdetegur on µ = 0,6. Valite kastiks meie keha.
2
Joonistage keha lihtne kujutis.Näide: tehke kasti kujutamiseks ruut.
3
Mõelge, millised jõud kehale mõjuvad.Näide: need on (1) eseme kaal, (2) inimese tõukejõud, (3) põrandale rakendatav tavajõud ja (4) hõõrdumine. kareda põranda tõttu.
4
Joonistage jõud ükshaaval, kasutades jõu suunda osutavaid nooli. Alustage alati raskusest, sest kõigil objektidel on kaal.Näide: (1) Joonistage raskuse jaoks allapoole suunatud nool, kuna kaal on Maa raskusjõu tõmbejõud, mis on alati allapoole suunatud.
5
Joonistage ülejäänud jõud.Näide: (2) Joonistage nool, mis järgib tõukejõu suunda. (3) Joonistage normaaljõu jaoks ülespoole suunatud nool, kuna see peaks alati olema põrandaga risti. (4) Joonistage hõõrdumise jaoks kasti liikumissuunale vastupidine nool.
6
Märgistage oma jõud korralikult ja teie põhiline FBD on tehtud! Kui aga soovite määrata jõudude suuruse, võite jätkata järgmiste sammudega.
7
Lisa infot kaalu kohta. Objekti kaal võrdub objekti massiga* raskuskiirendusega.Näide: W = m*a. W = (10 kg)* (9,81 m/s^2) = 98,1 N. Kirjutage see vastava noole kõrvale. Märkus: jõude mõõdetakse njuutonites või N.
8
Lisage tõukejõud. Mehe poolt rakendatud tõukejõu suuruseks on antud 20N. Kirjutage see vastava noole kõrvale.
9
Lisage tavaline jõud. Normaalne jõud on võrdne põrandaga risti mõjuva raskuse suurusega. Sel juhul mõjub kogu kaal põrandaga risti, seega on NÂ ja W on võrdsed. Niisiis, N = 98,1 N. Kirjutage see vastava noole kõrvale.
10
Lisage hõõrdejõud. Hõõrdejõud saadakse valemiga: f=µ*N. Seetõttu f = 0,6*(98,1N) = 58,86N. Kirjutage see vastava noole kõrvale. Nüüd, kus kõik jõud on esindatud nende suuna ja suurusega, on teie FBD edasiseks inseneri- või füüsikaanalüüsiks valmis!