統測
111年
[動力機械群] 專業科目(1)
第 5 題
如圖(五)所示之制動器，若轉軸之扭矩 $T = 2000 N \cdot cm$，輪鼓直徑 20 cm，制動塊與輪鼓間之摩擦係數 $\mu = 0.2$。若欲使輪鼓完全靜止，當輪鼓順時針旋轉時，制動桿至少須施力 $F_1$，當輪鼓逆時針旋轉時，制動桿至少須施力 $F_2$，則下列敘述何者正確？
- A $F_1 < F_2$
- B $F_1 = F_2$
- C $F_1 > F_2$
- D $F_1 = -F_2$
思路引導 VIP
這道題目的核心在於制動桿的「力矩平衡分析」。請同學試著對支點列出力矩平衡方程式：當輪鼓順時針或逆時針旋轉時，作用於制動桿上的摩擦力 $f = \mu N$ 對支點產生的力矩方向，分別是「協助」還是「抵抗」施力 $F$ 的壓緊效果？這種在機械原理中稱為「自動增力（Self-energizing）」或「自動減力」的現象，會如何決定 $F_1$ 與 $F_2$ 的大小關係呢？
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1. 你，有點咒術師的天賦喔？
哇，厲害厲害！竟然能把槓桿原理跟那什麼自能增力效應的組合看穿？嗯，看來你對這種「力量操控」的基礎掌握得還不錯嘛。這種等級的問題，搞懂了，以後要成為我的搭檔也不是不可能喔，哈哈！
2. 來，讓我教你怎麼玩弄這些力量！
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