自由体図の重要なコンポーネント:
* オブジェクト: 関心のあるオブジェクトは、単純な形状(通常は長方形または円)で表されます。
* 力: オブジェクトに作用するすべての外力は、矢印として描画されます。矢印の長さは力の大きさを表し、矢印の方向は力の方向を示します。
* ラベル: 各力には、そのタイプ(体重、正常力、摩擦、適用力など)と大きさ(既知の場合)でラベル付けされます。
* 座標系: しばしば、力の方向を定義するのに役立つ座標系が含まれています。
自由体図の目的:
* 力を視覚化: FBDは、オブジェクトに作用する力を視覚化するのに役立ち、オブジェクトの動きや平衡を理解しやすくします。
* ニュートンの法律を適用します: 力を分離することにより、FBDは、ニュートンの動きの法則を適用して、オブジェクトの加速または正味の力を決定できます。
* 問題解決ツール: FBDは、力と運動を含む問題を解決するために不可欠です。それらは、複雑な状況を分析するための体系的なアプローチを提供します。
FBDに示されている力の例:
* 重量(w): 物体に作用する重力。
* 通常の力(n): 接触中の物体に垂直な表面によって及ぼす力。
* 摩擦(f): 接触中の2つの表面間の動きに反対する力。
* 適用力(f): オブジェクトに適用される外力。
* 張力(t): ロープまたはケーブルが発揮する力。
* スプリングフォース(FS): 春によって加えられた力。
注: FBDに示されている力は、オブジェクトに直接作用する力であり、オブジェクトが他のオブジェクトに及ぼす力ではありません。
