프리 바디 다이어그램이 보여준 것
프리 바디 다이어그램은 물체에 작용하는 모든 힘의 시각적 표현입니다. 객체의 움직임이나 가속도를 직접 표시하지 않습니다. 그것은 다음을 보여준다 :
* 힘 : 물체에 작용하는 각 힘의 방향과 크기를 나타내는 화살표 (예 :중력, 정상 힘, 마찰, 적용된 힘).
* 대상 : 물체의 간단한 표현 (일반적으로 상자 또는 원).
가속을 얻는 방법
프리 바디 다이어그램의 가속도를 찾으려면 다음과 같은 단계를 수행해야합니다.
1. 모든 힘을 식별하십시오 : 자유 바디 다이어그램에서 물체에 작용하는 모든 힘을 올바르게 식별해야합니다.
2. 좌표계를 선택하십시오 : 힘의 방향을 설명하기 위해 좌표계 (일반적으로 x 및 y 축)를 결정하십시오.
3. 힘을 구성 요소로 해결 : 힘이 선택한 축과 정렬되지 않으면 수평 (x) 및 수직 (y) 구성 요소로 분해하십시오.
4. 뉴턴의 제 2 법칙을 적용하십시오 : 각 방향 (x 및 y)에 대해, 그 방향으로 작용하는 모든 힘을 요약하고 그 방향으로 가속도를 곱한 물체의 질량과 동일하게 설정합니다.
* σf_x =ma_x
* σf_y =ma_y
5. 가속도 해결 : 가속 구성 요소 (A_X 및 A_Y)의 방정식을 해결하십시오.
6. 크기와 방향을 찾으십시오 : 전체 가속이 필요한 경우 피타고라스 정리를 사용하여 크기를 찾으십시오 :a =√ (a_x² + a_y²). 방향은 삼각법을 사용하여 찾을 수 있습니다.
예
오르막길을 밀고있는 힘으로 경사로에 앉아있는 상자가 있다고 가정 해 봅시다. 가속을 찾는 방법은 다음과 같습니다.
1. 힘 : 중력 (아래쪽), 정상 힘 (램프에 수직), 적용된 힘 (램프 위), 마찰 (운동 반대).
2. 좌표계 : 경사로와 평행 한 x 축을 선택하고 램프에 수직 인 y 축을 선택하십시오.
3. 힘을 해결 : 경사로와 평행하고 수직으로 중력을 구성 요소로 끊습니다.
4. 뉴턴의 제 2 법칙 :
* σf_x =ma_x (경사로와 평행 한 힘의 합)
* σf_y =ma_y (경사로에 수직 인 힘의 합)
5. 해결 : a_x 및 a_y에 대한 방정식을 해결하십시오.
6. 크기와 방향 : 피타고라스 정리와 삼각법을 사용하여 전체 가속도를 찾으십시오.
키 포인트 : 프리 바디 다이어그램은 관련된 힘을 식별하고 구성하는 데 도움이되는 시각적 도구입니다. 가속도는 자유 바디 다이어그램의 정보를 사용하여 Newton의 제 2 법칙을 통해 계산됩니다.
