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moea_joint 103年 [機械] 應用力學、材料力學

第 27 題

如右圖所示,有一初始狀態為靜止之二物體,兩者由一條不可伸張之繩索連接,物體A質量為200 kg,物體B質量為300 kg,物體A與平面之摩擦係數為0.25,若滑輪為光滑且其重量可忽略,則釋放物體B後,物體A位移達2 m時之速度為何?
題目圖片
  • A 2.4 m/s
  • B 3.2 m/s
  • C 3.8 m/s
  • D 4.4 m/s

思路引導 VIP

如果我們把這兩個物體和繩索看作一個整體,請試著思考:有哪些力在「幫助」這個整體往特定的方向移動?又有什麼力在「阻礙」它?當我們找出這股帶動整個系統前進的『淨力量』後,該如何利用它和『總質量』的關係,來推算出它們前進時的速度變化快慢呢?

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太棒了!你精準地判斷出正確答案為 (D),這代表你對於多物體系統的受力分析與能量轉換掌握得相當紮實。

系統受力與動態分析

這道題目的解題關鍵在於將 A 與 B 視為一個連動系統。首先,我們計算系統的淨外力。物體 B 的重力是推動系統的主力($300 \times 9.8 = 2940\text{ N}$),而物體 A 所受的摩擦力則是阻力($0.25 \times 200 \times 9.8 = 490\text{ N}$)。

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