Un diagramme de corps libre est une représentation visuelle d'un objet et de toutes les forces externes agissant sur lui, donc pour en dessiner un, vous devrez calculer ces informations
Ils sont très importants pour travailler dans la résolution de problèmes d'ingénierie ou de physique, car les dessiner vous aide à comprendre ce qui se passe dans un problème. Un diagramme à corps libre peut être dessiné très simplement, avec des carrés et des flèches, ou vous pouvez le rendre beaucoup plus complexe. La seule exigence est que vous ou quelqu'un d'autre qui le regardez soit capable de comprendre ce que dit le diagramme.
Un diagramme de corps libre (FBD) est une représentation d'un certain objet montrant toutes les forces externes qui agissent sur lui. Les FBD sont très utiles dans la résolution de problèmes d'ingénierie et de physique.
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Partie 1 sur 2: Création d'un FBD de base
Étape 1. Identifiez le corps/l'objet dont vous souhaitez créer un FBD
Exemple: Un homme pousse une boîte de 10kg sur un sol rugueux, avec un coefficient de frottement de µ = 0,6, en appliquant une force de 20N. Vous sélectionnerez notre corps pour être la boîte
Étape 2. Dessinez une représentation simple du corps
Exemple: faites un carré pour représenter la boîte
Étape 3. Pensez aux forces qui agissent sur le corps
Exemple: Ce sont (1) le poids de l'objet, (2) la force de poussée de l'homme, (3) la force normale appliquée par le sol, et (4) la force de frottement due au sol rugueux
Étape 4. Dessinez les forces une par une à l'aide des flèches pointant vers la direction de la force
Commencez toujours par le poids car tous les objets ont un poids.
Exemple: (1) Pour le poids, dessinez une flèche pointant vers le bas car le poids est la force de traction de la gravité terrestre, qui est toujours vers le bas
Étape 5. Dessinez les forces restantes
Exemple: (2) Dessinez une flèche qui suit la direction de la force de poussée. (3) Dessinez une flèche pointant vers le haut pour la force normale car elle doit toujours être perpendiculaire au sol. (4) Dessinez une flèche opposée au sens de déplacement de la boîte pour le frottement
Étape 6. Étiquetez correctement vos forces et votre FBD de base est terminé
Cependant, si vous souhaitez mettre l'amplitude des forces, vous pouvez passer aux étapes suivantes.
Partie 2 sur 2: Ajout de l'ampleur des forces
Étape 1. Ajoutez des informations sur le poids
Le poids de l'objet est égal à la masse de l'objet*accélération due à la gravité.
- Exemple: W = m*a. W = (10kg)*(9.81m/s^2) = 98.1N. Écrivez-le à côté de sa flèche respective.
- Remarque: les forces sont mesurées en Newtons ou N.
Étape 2. Ajoutez les forces de poussée
L'amplitude de la force de poussée appliquée par l'homme est donnée comme 20N. Écrivez-le à côté de sa flèche respective.
Étape 3. Ajoutez la force normale
La force normale est égale à la grandeur du poids qui agit perpendiculairement au sol. Dans ce cas, tout le poids agit perpendiculairement au sol, par conséquent, N et W sont de grandeur égale. Donc, N = 98,1N. Écrivez-le à côté de sa flèche respective.
Étape 4. Ajoutez la force de friction
La force de frottement est donnée par la formule: f=µ*N. Par conséquent, f = 0,6*(98,1N) = 58,86N. Écrivez-le à côté de sa flèche respective.
