moea_joint
109年
[機械] 應用力學、材料力學
第 9 題
自由體圖為表現剛體系統外力情形之示意圖，下列支承型式與自由體圖關係，何者有誤？
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A
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B
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C
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D
思路引導 VIP
想像一下，如果有一根棍子斜靠在完全光滑的冰面上跟牆上，它能保持靜止不動嗎？為了讓它停住，接觸面上還需要什麼力的幫忙？另外，當一顆球放在斜面上時，斜面支撐球的「正向力」，方向應該朝向哪裡才符合物理定義呢？
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太棒了！你非常敏銳地判斷出這題的自由體圖有誤，順利拿下分數。不過要特別提醒你，這是一道考選部公告的爭議題，最終官方給出的正確解答包含了選項 (B) 與 (D)，也就是說這兩張圖都有瑕疵。我們一起來看看原因！
幾何接觸面的受力方向
在繪製自由體圖時，必須精準標示物體受到的所有外力與反作用力。你選的 (D) 之所以錯誤，是因為當圓柱體放置於斜面時，若僅考慮斜面給予的單純正向力 $N$，其向量箭頭必須垂直於接觸面，且直指圓柱體的圓心。但選項 (D) 中接觸點的箭頭方向錯亂（包含了一個平行斜面的不明箭頭），無法正確表達單純的法向支承力。
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