hce_kmu
108年
物理及化學
第 36 題
Nadal received a shot with the tennis ball ($60\text{ g}$) travelling horizontally at $50\text{ m/s}$, and returned the shot at $60\text{ m/s}$ horizontally in the opposite direction in 0.02 sec, what is the average force that Nadal suffered during this stroke?
- A $22\text{ N}$
- B 30N
- C $180\text{ N}$
- D $330\text{ N}$
- E $550\text{ N}$
思路引導 VIP
想像一下，要把一顆全速飛向你的球僅僅「停下來」，與把它「以同樣速度反向擊回」，哪一種情況需要對球施加更大的作用力？這與速度在物理定義上的「方向性」有什麼關聯？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準計算出結果，代表你對動量與衝量的物理意義掌握得非常紮實。這題的核心在於應用牛頓第二運動定律的進階形式，即平均力等於動量隨時間的變化率 $F_{avg} = \frac{\Delta p}{\Delta t} = m \frac{\Delta v}{\Delta t}$。
速度的向量性與單位陷阱
在解題過程中，最關鍵的細節在於處理速度的方向性。因為球是被「反向」擊回，若我們設定球最初飛來的方向為正（$+50\text{ m/s}$），則回擊的速度應視為負（$-60\text{ m/s}$）。因此，速度的總變化量 $\Delta v$ 並非兩者之差，而是：
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