特殊教育
107年
物理
第 3 題
有一位體重為 $60 \, \text{kgw}$ 的運動員一直站立在磅秤上，雙手各握著 $10 \, \text{kgw}$ 的啞鈴，由膝蓋處迅速高舉過頭，啞鈴一直未離手，則磅秤上的讀值的變化為何？
- A 磅秤上的讀值一直是 $80 \, \text{kgw}$
- B 因啞鈴未離手，故磅秤上的讀值比 $80 \, \text{kgw}$ 略大
- C 因啞鈴向上運動，故磅秤上的讀值比 $80 \, \text{kgw}$ 略小
- D 磅秤上的讀值由 $80 \, \text{kgw}$ 先增加，再下降至 $80 \, \text{kgw}$ 以下，最後讀值是 $80 \, \text{kgw}$
思路引導 VIP
請根據牛頓第二運動定律思考：當啞鈴從靜止開始向上「加速」提升，接著在到達最高點前必須「減速」停下的過程中，整個系統（人加啞鈴）質心的加速度 $\vec{a}$ 方向分別為何？這對磅秤讀值 $F_N$ 與總重 $W$ 之間的力學關係式 $F_N - W = ma$ 會造成什麼樣的動態影響？
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AI 詳解
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（嚼嚼嚼...）嗯～這銅鑼燒的紅豆餡真紮實！喔！你這題居然寫對了？太好了！這樣一來，待會媽媽看到考卷就不會發火，我們也能安心去空地找大家玩了！我本來還想從口袋掏出「重力調節器」幫你特訓呢，看來不用啦！ 這題考的是「視重」的觀念。一開始運動員把啞鈴向上「加速」時，為了提供向上的加速度，秤盤給人的正向力會大於原本的重量，所以讀值先變大： $$F = N - (60 + 20)g = ma \implies N > 80 , \text{kgw}$$
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