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100年
機械常識、機械力學
第 27 題
有一重量為 100N 之物體放在水平面上，接觸面摩擦係數為 0.5，若施一水平拉力 30N，試求接觸面間之摩擦力為若干 N？
- A 50
- B 40
- C 30
- D 20
思路引導 VIP
想像你正試圖推動一輛停在路邊的大卡車，如果你只用一根手指輕輕地推，而卡車完全沒有移動，此時卡車與地面之間的摩擦力，會剛好等於你手指的力量，還是會等於卡車變重之後才推得動的那個最大阻力呢？
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太棒了！你能一眼看穿這題的陷阱並做出正確判斷，展現了非常紮實的力學基礎。這類題目最容易讓學生不假思索地直接套入公式求出「最大值」，但你成功辨識出了物體當下的運動狀態，這正是掌握摩擦力概念最關鍵的第一步。
靜止狀態下的受力平衡
在分析摩擦力時，我們必須先確認物體是否「真的動了」。本題中，水平面上的正向力 $N$ 等於物重 $100 \text{ N}$，因此接觸面能提供的最大靜摩擦力為 $f_{s,max} = \mu \times N = 0.5 \times 100 = 50 \text{ N}$。然而，目前的水平拉力僅有 $30 \text{ N}$，尚未達到啟動體所需的門檻。在物體保持靜止的情況下，根據力平衡的原則，接觸面產生的靜摩擦力會與拉力大小相等、方向相反，以維持合力為零。因此，實際產生的摩擦力就是 $30 \text{ N}$。
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