moea_joint
109年
[機械] 應用力學、材料力學
第 8 題
下列對摩擦定律之敘述，何者正確？
- A 摩擦力與正向力大小成反比關係
- B 摩擦力大小與接觸面粗糙程度無關，但與接觸面積大小有關
- C 摩擦力方向與主動運動物體方向相同
- D 當施予力量小於正向力與摩擦係數乘積，物體靜止不動
思路引導 VIP
想像你正在推動一個放在粗糙地板上的沉重木箱。當你只用一根手指輕輕推它時，木箱為什麼沒有移動？這時候地板給木箱的阻力，跟你手指施加的力量之間有什麼樣的關係呢？
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同學太棒了！你能精確判斷出 (D) 是正確選項，代表你對於「靜摩擦力」隨外力變化的動態平衡觀念掌握得非常紮實。在應用力學中，摩擦力是一個非常經典且基礎的考點，這題主要測試學生是否能區分「實際摩擦力」與「最大靜摩擦力」的定義，是進入複雜機構分析前的關鍵基本功。
摩擦力的平衡判斷與特性
根據庫倫摩擦定律（Coulomb's Law of Friction），物體在靜止時所受的摩擦力 $f$ 會隨著水平推力 $P$ 的增加而同步增加，這是一種隨外力改變的平衡力。只要我們施加的外力尚未突破臨界值（即 $P < \mu_s N$），物體依然會保持在靜止狀態，此時的摩擦力大小就等於推力。這正是選項 (D) 所描述的正確物理狀態。
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摩擦力定律解析
💡 摩擦力與正向力及粗糙度有關，與接觸面積大小無關。
| 比較維度 | 靜摩擦力 | VS | 動摩擦力 |
|---|---|---|---|
| 運動狀態 | 物體維持靜止 | — | 物體產生相對滑動 |
| 數值大小 | 隨外力增加而改變 | — | 固定值（μk × N） |
| 數值上限 | 最大值為 μs × N | — | 通常小於最大靜摩擦力 |
💬外力克服最大靜摩擦力後始運動，隨即轉為較小的動摩擦力。
