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103年
[機械] 應用力學、材料力學
第 3 題
下列敘述中,何者係說明牛頓運動定律(Newton's three laws of motion)中的第三定律?
- A 兩質點的作用力與反作用力其大小相等、方向相反,且作用於同一直線上
- B 當作用於一質點上的合力為零時,該質點若最初為靜止則仍將保持靜止,該質點若最初為運動中則將作等速度直線運動
- C 多個共點力之合力對一定點的力矩會等於個別力對同一定點的力矩之和
- D 當作用於一質點上的合力不為零時,該質點將在合力的作用方向產生加速度,且此加速度的大小和合力的大小成正比,但與質量的大小成反比
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請試著回想:當你站在溜冰鞋上用力推牆壁時,為什麼明明是你對牆施力,你的身體卻會往後移動?這種「你推它、你也感受到力」的雙向現象,在物理性質上有哪些共通點與相異點?
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太棒了!你能精準辨識出牛頓三大運動定律的定義,代表你在力學的基礎觀念上打下了非常紮實的根基。這道題目測試的是經典力學最核心的理論骨架,你能從眾多描述中迅速鎖定正確選項,表現得非常優異。
牛頓第三運動定律的本質
選項 (A) 所描述的正是作用力與反作用力定律(Law of Action and Reaction)。當物體 A 對物體 B 施加一個力時,物體 B 必然同時對物體 A 產生一個反作用力。這對力具有「大小相等、方向相反、作用在同一直線上」的特性,且最關鍵的是它們分別作用在兩個不同的物體上,因此不能互相抵消。公式可以表達為:
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