自由体図が示す
自由体図は、オブジェクトに作用するすべての力の視覚的表現です。オブジェクトの動きや加速は直接表示されません。それは示しています:
* 力: オブジェクトに作用する各力の方向と大きさを表す矢印(例:重力、正常力、摩擦、適用力)。
* オブジェクト: オブジェクトの単純な表現(通常はボックスまたは円)。
加速を取得する方法
自由体図から加速を見つけるには、次の手順に従う必要があります。
1。すべての力を識別する: 自由体図のオブジェクトに作用するすべての力を正しく識別してください。
2。座標系を選択します: 座標系(通常はxおよびy軸)を決定して、力の方向を記述します。
3。コンポーネントに力を解決: 選択された軸と力が整列されていない場合は、それらを水平(x)および垂直(y)コンポーネントに分解します。
4。ニュートンの第二法則を適用します: 各方向(xおよびy)について、その方向に作用するすべての力を要約し、オブジェクトの質量にその方向の加速を掛けたものに等しく設定します。
*σf_x=ma_x
*σf_y=ma_y
5。加速度を解決: 加速成分(A_XおよびA_Y)の方程式を解きます。
6。大きさと方向を見つけます: 全体的な加速が必要な場合は、Pythagorean定理を使用して大きさを見つけます:a =√(a_x² +a_y²)。方向は三角法を使用して見つけることができます。
例
ランプの上に座っている箱があるとしましょう。力が上り坂を押してください。加速を見つける方法は次のとおりです。
1。力: 重力(下向き)、正常力(ランプに垂直)、印加力(ランプの上)、摩擦(運動に反対)。
2。座標系: ランプに平行なx軸とランプに垂直なy軸を選択します。
3。力: 重力をランプに平行で垂直なコンポーネントに分割します。
4。ニュートンの第二法則:
*σf_x=ma_x(ランプに平行な力の合計)
*σf_y=ma_y(ランプに垂直な力の合計)
5。 solve: a_xとa_yの方程式を解きます。
6。大きさと方向: ピタゴラスの定理と三角法を使用して、全体的な加速を見つけます。
キーポイント: 自由体図は、関係する力を特定して整理するのに役立つ視覚ツールです。加速は、自由体図からの情報を使用して、ニュートンの第2法則を通じて計算されます。