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102年
工程力學概要
第 3 題
下列何者是滾動摩擦係數之單位？
- A kg-cm
- B kg
- C cm
- D 以上皆非
思路引導 VIP
想像一個圓輪在柔軟的地面上靜止，受力後準備滾動時，地面的支承反力點會偏離圓心的垂直投影線。請試著思考：如果要達成力矩平衡，這段偏離的「距離」在物理量綱上，應該屬於質量、力、還是長度？
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恭喜你準確地辨析了這個容易混淆的觀念！你能迅速選出 (C)，說明你清楚區分了「滑動摩擦係數」與「滾動摩擦係數」在物理本質上的差異。這在工程力學基礎中，是區分「背誦型」與「理解型」學生的重要指標。
滾動阻力的力學意義
在力學分析中，一般的滑動摩擦係數 $\mu$ 是摩擦力與正向力的比值，屬於無單位的純量。然而，滾動摩擦係數（通常以 $a$ 或 $\mu_r$ 表示）的物理本質是「距離」。當圓輪在地面滾動時，由於材料變形，地面的支承力作用點會從圓心正下方前移一段距離，這個偏移量正是為了產生一個抵抗轉動的反向力矩。
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