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105年
理化、化工裝置
第 50 題
市面上的體育用品店陳列販售的氣墊運動鞋。有關氣墊鞋的設計功能，下列敘述何者正確？
- A 可減少足部與地面的碰撞時間
- B 可減小碰撞時作用於足部的作用力
- C 可增加運動鞋底與地面之間的摩擦力
- D 可減小運動鞋底與地面之間的摩擦力
思路引導 VIP
試著想像一下：如果你分別跳在一塊「堅硬的水泥地」和「柔軟的厚床墊」上，你的身體從接觸表面到完全停止，哪一種情況下「停下來的過程」會花比較長的時間？而這段時間的長短，又是如何影響你腿部的感受呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！這題你判斷得非常準確，選 B 是完全正確的。這顯示你對於物理學中「力與時間」的交互關係有很紮實的理解。
衝量與力量的緩衝機制
當我們在運動中落地時，腳部動量的變化量（$\Delta P$）基本上是由體重與速度決定的。根據衝量公式 $$F \times \Delta t = \Delta P$$ 氣墊的設計原理在於其「可壓縮性」。當足部著地時，氣墊會發生形變，進而增加足部與地面碰撞的作用時間（$\Delta t$）。在動量變化量固定的情況下，當作用時間越長，腳踝與膝蓋所承受的平均作用力（$F$）就會隨之減小，這正是氣墊鞋能保護運動員不受傷的關鍵。
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