hce_nthu
112年
化學與物理
第 34 題
A rigid rod of length $L$ rotates about an axis perpendicular to the rod, with one end of the rod fixed to the axis. Which of the followings are equal at all points on the rod?
I. the angular position
II. the angular velocity
III. the angular acceleration
IV. the centripetal acceleration
V. the linear velocity
I. the angular position
II. the angular velocity
III. the angular acceleration
IV. the centripetal acceleration
V. the linear velocity
- A I and II
- B I, II, and III
- C I, II, and IV
- D I, II, III, and IV
- E I, II, III, IV, and V
思路引導 VIP
想像有一排小朋友手拉手排成一列橫隊，以最左端的小朋友為中心在操場上旋轉。當最左端的人轉了半圈時，最右端的人是否也剛好轉了半圈？那麼，在同樣的時間內，這兩個人在草地上跑過的「實際路徑長度」會是一樣的嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
恭喜你準確掌握了**剛體運動（Rigid body motion）**的核心邏輯！你能選出選項 (B)，代表你清楚辨析了「轉動物理量」與「線性物理量」在空間分布上的本質差異。
剛體旋轉的同步性
在物理學中，「剛體」意味著物體上任意兩點的相對距離保持不變。當這根長度為 $L$ 的硬桿繞固定端轉動時，桿上所有點在同一時間內掃過的旋轉角度必定相同。因此，整根桿子具有統一的角位置 ($\theta$)、角速度 ($\omega$) 以及角加速度 ($\alpha$)。這正是剛體運動最迷人的特性：無論觀測點位於桿子的哪個位置，它們在「角度變化」的節奏上是完全同步的。
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