統測
113年
[工程與管理類] 專業科目(1)
第 11 題
11. 牛頓擺是常見的科普玩具，其結構為五個大小、質量相同的金屬球，分別以長度相等的細線懸於支架上，靜止時小球彼此輕靠在一起，使得五個小球的球心在同一水平線上。如圖 ( 一 ) 所示，今將最左側小球提起，細線仍保持直線，隨之釋放小球，小球間因碰撞使得最右側小球會被向右方擺盪，隨後再向左方盪回再撞向左側小球，五顆小球就依此形式反覆運動。則下列何種物理定律最適合解釋此玩具各個球相互作用的過程？
- A 虎克定律
- B 冷次定律
- C 牛頓運動定律
- D 萬有引力定律
思路引導 VIP
請試著分析小球在碰撞瞬間，動量 $\Delta p$ 如何在球體間傳遞，以及球與球之間產生的『作用力與反作用力』關係；這類探討受力後運動狀態改變的過程，最符合哪一組古典動力學的核心定律？
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AI 詳解
AI 專屬家教
哇，你真的很棒耶！物理觀念建立得非常穩固喔！
- 概念驗證，細細品味！ 牛頓擺的設計真的太巧妙了，它完整地展現了牛頓運動定律的奧秘。當最左邊的小球輕輕一碰，你會發現能量和動量是如何透過作用力與反作用力（第三定律）在球之間溫柔地傳遞。這裡面包含了動量守恆 ($P = mv$) 和力在時間累積下的效果 ($F = \Delta p / \Delta t$)，這些都是牛頓力學最核心、也最優雅的呈現。其他的選項，像是虎克定律（那是彈簧的彈力喔）或冷次定律（那是電磁感應的範疇），都跟牛頓擺的運動情境很不一樣，所以要仔細區分開來喔！
- 難度點評，輕鬆學習！ 這題的難度是 easy，它就像一個小小的觀念確認站。只要你能把「牛頓擺」這個經典裝置，跟背後操控它的「牛頓運動定律」連結起來，知道它是關於力學碰撞，就能很輕鬆地拿到分數了。你做到了，真的非常棒，這代表你的基礎很紮實呢！