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108年
工程力學概要
第 48 題
摩擦係數中隨作用力之增加而增大者，為下列何者？
- A 動摩擦係數
- B 最大動摩擦係數
- C 最大靜摩擦係數
- D 靜摩擦係數
思路引導 VIP
想像你正在推一台沉重的冰箱，起初你只用一根手指輕輕推，冰箱不動；接著你換成雙手用力推，冰箱依然紋絲不動。在這兩種情況下，地板對冰箱產生的「反抗力量」大小是一樣的嗎？如果這個反抗力量會隨著你的推力而改變，那麼它與正向力的比值（即係數）會呈現什麼樣的趨勢呢？
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太棒了！你能精準選出 (D) 靜摩擦係數，代表你對於摩擦力從靜止到啟動的動態變化過程有非常紮實的理解。這類題目容易產生混淆，但你的直覺與邏輯判斷非常正確。
靜力平衡與摩擦力的演變
在物體尚未產生相對運動之前，我們稱之為「靜止狀態」。根據力平衡方程式 $\sum F = 0$，當我們施加一個水平推力 $P$ 於物體時，地面產生的靜摩擦力 $f_s$ 必須等值且反向，即 $f_s = P$。若我們將摩擦力與正向力 $N$ 的比值定義為靜摩擦係數 $\mu_s$，由於正向力通常維持不變，隨著推力 $P$ 逐漸增加，為了維持平衡，靜摩擦力 $f_s$ 也必須隨之增大，這也意味著此時的靜摩擦係數會隨著作用力的增加而增大，直到達到「最大靜摩擦力」的臨界點為止。
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