Voimakuviot ja niiden piirtäminen Libreoffice Drawilla (kopio)
Voimakuviot
Voimakuvio esittää yhteen kappaleeseen kohdistuvat voimat vektoreina. Voimakuvio on osa ratkaisun perusteluja jos tehtävässä käsitellään kappaleen liiketilaa siihen kohdistuvien voimien kautta. Hyvin yksinkertaisessa tilanteessa (esim. kappale putoaa maan pintaa kohden eikä ilmanvastusta huomioida) tilanteen voi selittää sanallisesti eikä voimakuvio ole välttämätön.
Voimakuvio piirretään piirto-ohjelmalla ja siitä liitetään kuvakaappaus vastaukseen. Suositeltava ohjelmisto on Libreoffice draw, mutta muitakin voi käyttää. Jos tehtävänannossa on sopiva kuva tarkateltavasta kappaleesta, kannattaa se kopioida piirto-ohjelmaan, ja muokata siitä voimakuvio. Kopionti onnistuu kopio-liitä -toiminnolla tai tallentamalla kuva ensin tiedostona ja avaamalla se tämän jälkeen piirto-ohjelmassa.
Voimakuvion piirtämisessä kiinnitetään huomiota seuraaviin seikkoihin:
Voimakuvio piirretään piirto-ohjelmalla ja siitä liitetään kuvakaappaus vastaukseen. Suositeltava ohjelmisto on Libreoffice draw, mutta muitakin voi käyttää. Jos tehtävänannossa on sopiva kuva tarkateltavasta kappaleesta, kannattaa se kopioida piirto-ohjelmaan, ja muokata siitä voimakuvio. Kopionti onnistuu kopio-liitä -toiminnolla tai tallentamalla kuva ensin tiedostona ja avaamalla se tämän jälkeen piirto-ohjelmassa.
Voimakuvion piirtämisessä kiinnitetään huomiota seuraaviin seikkoihin:
- Piirrä kuva yksinkertaistettuna ja tarpeeksi suurena. Kuvasta on tarkoitus erottaa kaikki merkinnät toisistaan.
- Voimavektorin pituus kuvaa voiman suuruutta. Nuolen kärki osoittaa voiman vaikutussuuntaan.
- Voimanuolet piirretään kiinni kappaleeseen. Paino piirretään lähtemään kappaleen painopisteestä, jonka voi asettaa keskelle kappaletta.
- Jokainen voima nimetään omalla tunnuksella, ja voimakuvion yhteyteen kirjoitetaan tunnusta vastaavan voiman nimi.
- Levossa tai tasaisessa liikkeessä voimavektorien pituudet ovat sellaiset, että kokonaisvoima on nolla.
- Kiihtyvässä liikkeessä voimavektorien summa on kiihtyvyyden suuntainen.
- Jos tarvitaan voimien komponentteihin jakoa, piirretään ne eri tyylillä (esim. katkoviivoilla) kuin varsinaiset voimat.
- Voimakuvion viereen piirretään tarvittaessa kiihtyyvyyden ja nopeuden suuntanuolet niin että ne erottuvat voimista.
Voima | Voiman tunnus | Vuorovaikutus | Suunta |
---|---|---|---|
Paino | G | Maan ja kappaleen välillä | Kohti maan keskipistettä |
Ilmanvastus | Fi | Kappaleen ja ilman välillä | Nopeudelle vastakkainen |
Pinnan tukivoima | N | Kappaleen ja pinnan välillä | Kohtisuoraan tukipintaa vastaan |
Narun tukivoima | T | Narun ja sen kiinnityskohdan välinen | Narun suuntainen |
Liukukitka | Fμ | Kappaleen ja pinnan välillä kun ne liukuvat toisiaan vasten | Pinnan suuntainen |
Lepokitka | Fμ0 | Kappaleen ja pinnan välillä kun ne eivät liiku toisiinsa nähden | Pinnan suuntainen |
Esimerkki: voimakuvio tasaisessa liikkeessä
Laskuvarjohyppääjä putoaa ilmassa vakionopeudella. Piirrä hyppääjän voimakuvio.
Esimerkki: voimakuvio kiihtyvässä liikkeessä