قبل از شروع ترسیم نمودار بدنه آزاد، درک مشکلی که سعی در حل آن دارید ضروری است. نمودار بدن آزاد یک نمایش بصری از نیروها و گشتاورهای وارد بر یک جسم است. این به شما کمک می کند تا حرکت جسم را تجزیه و تحلیل کنید و شرایط تعادل را تعیین کنید.

مرحله 2: شناسایی شی

اولین قدم در ترسیم نمودار بدن آزاد، شناسایی شی مورد مطالعه است. این شی می تواند یک جسم ساده مانند یک بلوک یا یک سیستم پیچیده مانند یک بازوی روباتیک باشد. هنگامی که شیء را شناسایی کردید، باید شکل، اندازه و جهت آن را تعیین کنید.

مرحله 3: سطوح پشتیبان را شناسایی کنید

در مرحله بعد، باید سطوحی را که با جسم در تماس هستند شناسایی کنید. این سطوح می تواند زمین، میز یا شی دیگری باشد. شما باید نوع سطح، جهت آن و موقعیت آن را نسبت به جسم تعیین کنید.

مرحله 4: شیء را رسم کنید

حالا باید شی را روی یک تکه کاغذ یا تخته سفید بکشید. از یک مداد یا یک نشانگر برای ترسیم طرح کلی شی استفاده کنید و مراقب باشید که شکل و اندازه آن را به طور دقیق نشان دهید.

مرحله 5: سطوح پشتیبان را رسم کنید

در مرحله بعد، شما باید سطوح نگهدارنده را در اطراف جسم بکشید. برای متمایز کردن سطوح نگهدارنده از شی، از رنگ متفاوت یا سبک خط متفاوت استفاده کنید. اطمینان حاصل کنید که هر سطح را با یک حرف یا عدد برای شناسایی آن برچسب بزنید.

مرحله ۶: نیروها را اضافه کنید

اکنون باید نیروهای وارد بر جسم را اضافه کنید. این نیروها می توانند گرانشی، اصطکاکی، نرمال یا هر نوع نیروی دیگری باشند که به مسئله مربوط می شود. از فلش ها برای نشان دادن جهت و بزرگی هر نیرو استفاده کنید.

مرحله ۷: لحظات را اضافه کنید

در مرحله بعد، باید لحظاتی را که بر روی جسم اثر می‌گذارند اضافه کنید. لحظه نیرویی است که در فاصله آن از نقطه محوری ضرب می شود. از یک نقطه برای نشان دادن نقطه محوری و از یک خط برای اتصال لحظه به نقطه محوری استفاده کنید.

مرحله 8: نیروها و لحظات را برچسب بزنید

هنگامی که تمام نیروها و لحظات را اضافه کردید، باید هر یک از آنها را برچسب بزنید. از یک حرف یا عدد برای شناسایی هر نیرو یا لحظه استفاده کنید و توضیح مختصری از ماهیت و جهت آن ارائه دهید.

مرحله 9: نمودار بدن آزاد را تجزیه و تحلیل کنید

اکنون که نمودار جسم آزاد را رسم کردید، باید آن را تجزیه و تحلیل کنید تا شرایط تعادل جسم را تعیین کنید. به دنبال نیروها یا گشتاورهایی باشید که بر جسم اثر می‌گذارند، و تعیین کنید که آیا آنها باعث شتاب گرفتن جسم می‌شوند یا در حالت سکون باقی می‌مانند.

مرحله 10: طراحی را بهینه کنید

در نهایت، باید طراحی شی را برای دستیابی به شرایط تعادل مطلوب بهینه کنید. این ممکن است شامل تنظیم شکل، اندازه یا جهت جسم یا اضافه کردن یا حذف نیروها و گشتاورها باشد.

نکات و ترفندها

در اینجا چند نکته و ترفند وجود دارد که به شما کمک می کند یک نمودار بدن آزاد موثر ایجاد کنید:

1. از یک مقیاس برای اطمینان از تناسب نمودار با شی واقعی استفاده کنید.
2. از یک خط کش برای ترسیم خطوط مستقیم و فلش هایی برای نمایش نیروها و لحظات استفاده کنید.
3. از رنگ های مختلف برای تمایز بین جسم و سطوح نگهدارنده استفاده کنید.
4. هر نیرو و لحظه را به طور واضح و مختصر برچسب بزنید.
5. از فلش ها برای نشان دادن جهت نیروها و گشتاورها استفاده کنید.
6. از یک نقطه برای نشان دادن نقطه محوری استفاده کنید.
7. از یک خط برای اتصال لحظه به نقطه محوری استفاده کنید.
8. نمودار را به دقت تجزیه و تحلیل کنید تا شرایط تعادل را تعیین کنید.
9. طراحی را برای دستیابی به شرایط تعادل مطلوب بهینه کنید.