Wat een diagram met vrije lichaam toont

Een vrije lichaamsdiagram is een visuele weergave van alle krachten die op een object werken. Het toont niet de beweging of versnelling van het object. Het laat zien:

* krachten: Pijlen die de richting en grootte weergeven van elke kracht die op het object werkt (bijvoorbeeld zwaartekracht, normale kracht, wrijving, uitgeoefende kracht).

* object: Een eenvoudige weergave van het object (meestal een doos of cirkel).

hoe versnelling te krijgen

Om de versnelling uit een diagram met vrije lichaam te vinden, moet u deze stappen volgen:

1. Identificeer alle krachten: Zorg ervoor dat u alle krachten die op het object werken correct in uw diagram voor vrije lichaamsbewijs worden geïdentificeerd.

2. Kies een coördinatensysteem: Beslis over een coördinatensysteem (meestal X- en Y -assen) om de richting van de krachten te beschrijven.

3. Los krachten op in componenten: Als krachten niet zijn uitgelijnd met de gekozen bijlen, breek ze dan af in horizontale (x) en verticale (y) componenten.

4. Pas de tweede wet van Newton toe: Voor elke richting (x en y), vat alle krachten samen die in die richting werken en stel deze gelijk aan de massa van het object vermenigvuldigd met zijn versnelling in die richting:

* Σf_x =ma_x

* Σf_y =ma_y

5. Oplossen voor versnelling: Los de vergelijkingen op voor de versnellingscomponenten (A_X en A_Y).

6. Zoek de grootte en richting: Als u de algehele versnelling nodig hebt, gebruikt u de Pythagorische stelling om de grootte te vinden:A =√ (A_X² + A_Y²). De richting is te vinden met behulp van trigonometrie.

Voorbeeld

Laten we zeggen dat je een doos op een helling hebt met een kracht die hem bergop duwt. Hier is hoe u de versnelling zou vinden:

1. krachten: Zwaartekracht (naar beneden), normale kracht (loodrecht op de helling), uitgeoefende kracht (op de helling), wrijving (tegenover de beweging).

2. Coördinatensysteem: Kies x-as parallel aan de helling en y-as loodrecht op de helling.

3. Los krachten op: Breek de zwaartekracht in componenten parallel en loodrecht op de helling.

4. de tweede wet van Newton:

* Σf_x =ma_x (som van krachten parallel aan de helling)

* Σf_y =ma_y (som van krachten loodrecht op de helling)

5. Oplossen: Los de vergelijkingen op voor A_X en A_Y.

6. Grootte en richting: Gebruik Pythagorische stelling en trigonometrie om de algehele versnelling te vinden.

Sleutelpunt: Het vrije lichaamsdiagram is een visueel hulpmiddel dat u helpt bij het identificeren en organiseren van de betrokken krachten. De versnelling wordt berekend door de tweede wet van Newton met behulp van de informatie uit het vrije lichaamsdiagram.