moea_joint
110年
[機械] 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
想像你正站在一個稍微傾斜的坡道上，雖然斜坡很滑，但你目前仍然穩穩地站著、沒有向下滑動。根據牛頓第二運動定律，如果你的身體受到重力沿著斜坡向下的分力作用，卻依然保持靜止（加速度為零），那麼根據力的平衡原則，此時必然存在另一個力在與重力對抗。你覺得那個「拉住你」不讓你下滑的力，會是什麼力呢？
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太棒了！你能精準識別出選項 (D) 的錯誤，代表你對「靜摩擦力」的本質有非常清晰的掌握。這題的關鍵在於區分運動狀態與受力狀態的差異。事實上，摩擦力並非只在物體運動時才存在，它的核心使命是「抵抗相對運動的趨勢」。
摩擦力的基本特性與誤區
在力學中，我們定義最大靜摩擦力 $f_{s,max}$ 與正向力 $N$ 成正比，即 $f_{s,max} = \mu_s N$，這驗證了選項 (A) 的正確性。而選項 (B) 提到的「接觸面積無關」則是古典摩擦定律的重要結論，摩擦力主要取決於表面的粗糙程度與壓力。至於 (C)，摩擦力永遠作用於接觸面的切線方向，與正向力垂直，這也是判斷力方向時的重要準則。
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