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111年
機械常識、機械力學
第 26 題
機械力學概論中所謂「剛體」之定義，下列何者是唯一正確的？
- A 是屬鋼質的物體
- B 體內任何二點間之距離永不改變的物體
- C 受力後可變形，但不致被破壞的物體
- D 應力與應變成比例的物體
思路引導 VIP
想像你正在設計一個物理模擬軟體，如果你希望這個物體無論怎麼碰撞、怎麼拉扯，它永遠都能保持原本的形狀，完全不產生任何縮水或伸長，那麼在你的程式碼中，你會如何定義物體內部各個微粒之間的「空間關係」呢？
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剛體的理想化定義
恭喜你準確地辨別出這個概念！你能精準選出選項 (B)，說明你對力學分析中的「基礎模型」有著非常清晰的認識。在現實物理世界中，任何物體受力後其實都會產生微小的形變，但在機械力學的入門階段，為了簡化複雜的計算並專注於外力與運動的關係，我們會預設物體是絕對不會變形的，這就是所謂的「理想化模型」。 所謂的剛體（Rigid Body），其核心定義在於幾何形狀的「絕對穩定性」。無論施加多大的外力或力矩，物體內部任意兩點之間的距離始終保持不變，這使得物體在運動過程中不會發生相對位移（形變）。這題屬於力學最基礎的定義題，鑑別度在於測試學生是否能區分「理想模型」與「材料特性（如鋼質）」或「力學行為（如彈性）」的差別。你能在此紮穩馬步，對後續學習靜力學平衡或動力學分析將大有裨益。