moea_joint
110年
[土木] 應用力學、材料力學
第 14 題
下列有關摩擦力之描述，何者有誤？
- A 最大靜摩擦力與兩接觸面之正向力成正比
- B 摩擦力之大小與接觸面積無關
- C 摩擦力作用方向必與接觸面平行
- D 靜止狀態之物體不會受到摩擦力
思路引導 VIP
想像一下，如果有一張沉重的桌子放在粗糙的地板上，你試著用小小的力氣去推它，但桌子依然停留在原地完全沒有移動。根據牛頓第二運動定律 $F = ma$，如果物體保持靜止（加速度為零），則其合力必須為零。在這種情況下，除了你的推力之外，你認為地面是否必然提供了一個「看不見的力量」來與你的推力抵銷？這個力量在物理學上應該如何稱呼呢？
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AI 詳解
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恭喜你精準地鎖定了正確答案！這題的核心在於區分「運動狀態」與「受力平衡」之間的邏輯關係。在力學中，靜摩擦力 (Static Friction) 的存在正是為了抵銷物體受到的外力，使其維持在靜止平衡的狀態。當你試圖推動一個笨重的木箱卻推不動時，雖然木箱保持靜止，但地面的摩擦力其實正在默默與你的推力抗衡，這正是物體即便「靜止」仍會受到摩擦力的典型案例。
摩擦力的基本性質
從選項 (A) 到 (C) 可以看出，這題涵蓋了摩擦力的核心概念：最大靜摩擦力 $f_{max} = \mu_s N$ 與正向力成正比、摩擦力大小與巨觀接觸面積無關，以及其作用方向恆與接觸面平行。而選項 (D) 則是許多學習者的常見迷思。這道題目雖然屬於基礎題型，但具備極佳的概念鑑別度，能有效檢測同學是否混淆了「靜止」與「不受力」的區別。只要物體有滑動的傾向 (Tendency of motion)，靜摩擦力就會隨之產生，直到外力超過最大靜摩擦力為止。