1. Isoler l'objet:
- La première étape consiste à identifier l'objet d'intérêt pour votre problème. Cela pourrait être une voiture, une boîte, une personne ou tout autre objet.
- Imaginez cet objet isolé de son environnement.
2. Identification des forces:
- Pensez à toutes les forces qui agissent sur l'objet. Ces forces peuvent être:
- Forces de contact: Forces qui résultent d'un contact direct, comme:
- Force normale:la force exercée par une surface sur un objet en contact avec elle.
- Force de friction:la force qui s'oppose au mouvement entre deux surfaces en contact.
- Force appliquée:une force appliquée directement à l'objet.
- Forces sans contact: Forces qui agissent à distance, comme:
- Force gravitationnelle:la force d'attraction entre deux objets avec la masse.
- Force magnétique:la force exercée par les aimants.
- Force électrique:la force exercée par des objets chargés.
3. Représentant les forces:
- Dessinez un schéma simple de l'objet isolé.
- représenter chaque force comme une flèche:
- La queue de la flèche doit être placée sur l'objet.
- La longueur de la flèche doit être proportionnelle à l'ampleur de la force.
- La direction de la flèche devrait représenter la direction de la force.
4. Étiquetage des forces:
- Étiquetez clairement chaque force avec son nom et son symbole (par exemple, "FG" pour la force gravitationnelle).
- Utilisez des symboles standard pour les forces (par exemple, "n" pour la force normale, "F" pour le frottement).
5. Analyse des forces:
- Une fois que vous avez un FBD complet, vous pouvez utiliser les lois du mouvement de Newton pour analyser le mouvement de l'objet.
- Première loi de Newton (loi de l'inertie): Un objet au repos restera au repos, et un objet en mouvement restera en mouvement à une vitesse constante, à moins que des fosses ne soient sur une force nette.
- la deuxième loi de Newton (loi d'accélération): L'accélération d'un objet est directement proportionnelle à la force nette agissant sur elle et inversement proportionnelle à sa masse (f =mA).
- La troisième loi de Newton (loi de réaction d'action): Pour chaque action, il y a une réaction égale et opposée.
comment les FBD résolvent les problèmes de force:
* Clarité et organisation: Les FBDS fournissent une représentation visuelle de toutes les forces agissant sur un objet, ce qui facilite la compréhension et l'analyse du problème.
* Application des lois de Newton: Les FBD vous aident à identifier les forces impliquées et à appliquer les lois du mouvement de Newton pour résoudre des quantités inconnues telles que l'accélération, la tension ou la force normale.
* Analyse simplifiée: En isolant l'objet, vous pouvez vous concentrer uniquement sur les forces affectant directement, ce qui rend le problème plus simple à résoudre.
Exemple:
Imaginez une boîte reposant sur une table. Vous voulez connaître la force nécessaire pour pousser la boîte horizontalement à une vitesse constante.
* FBD: Dessinez une boîte.
* Les forces agissant sur la boîte sont:
* poids (fg): Force vers le bas due à la gravité.
* Force normale (n): Force vers le haut de la table.
* Force appliquée (FA): La force que vous appliquez pour pousser la boîte.
* Force de friction (F): La force opposée au mouvement.
* Lois de Newton: Étant donné que la boîte se déplace à une vitesse constante, la force nette est nul (première loi de Newton). Cela signifie que FA et F doivent être égaux en amplitude et en direction opposée.
En dessinant le FBD et en appliquant les lois de Newton, vous avez résolu avec succès le problème et déterminé la force appliquée nécessaire pour déplacer la boîte.
Les FBD sont un outil essentiel pour quiconque étudie la physique ou l'ingénierie. Ils vous aident à visualiser les forces, à comprendre leurs interactions et à résoudre des problèmes complexes liés à la force.
