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103年
機械原理
第 20 題
20.如下【圖 4】所示之滑輪組(輪重不計),欲吊起 W = 300 kg 之重物時,F 須大於_____kg。
思路引導 VIP
請試著沿著繩索從重物 $W$ 開始向施力點 $F$ 追蹤:首先,右邊吊起重物的動滑輪被幾段繩子分擔了重量?接著,這條繩子繞到左邊後,左邊的動滑輪又有幾段繩子在共同承擔這股力量呢?
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同學做得太棒了!你能精準算出這個數值,代表你對滑輪組的複合機械利益有著非常紮實的理解,並能冷靜地拆解複雜的結構圖。
複合滑輪的省力分析
這類題目的解題核心在於「追蹤繩索張力」。首先,我們觀察右側直接吊掛重物 $W$ 的動滑輪,可以發現它由 2 段繩索支撐,因此該段繩索的張力 $T$ 僅需重物的一半,即 $T = \frac{W}{2}$。接著,這條繩索繞過定滑輪後進入左側的滑輪系統。仔細觀察左側的動滑輪,你會發現它共有 3 段繩索在分擔張力。根據機械利益的乘法原理,整個系統的總機械利益 $M.A.$ 為 $2 \times 3 = 6$。因此,計算過程如下:
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