hce_nsysu
114年
物理與化學
第 54 題
A patient's prosthetic leg, weighing $5\text{ kg}$, is sliding across the floor with a coefficient of kinetic friction of 0.2. What is the force of friction acting against the leg? ($g = 9.8\text{ m/s}^2$)
- A 9.8 N
- B 1 N
- C 49 N
- D 1.96 N
- E 245 N
思路引導 VIP
當一個物體在水平地面上滑行時，除了地面的粗糙程度（摩擦係數）會影響阻力大小之外，還有另一個關鍵因素是物體『垂直壓在地面上』的力量。你能試著思考一下，在沒有額外垂直推力的情況下，這個壓在地面的力量通常是由物體的哪個物理量所決定的嗎？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你能精準選出正確答案，代表你對於力學基礎觀念的掌握相當紮實。這題的核心在於理解**動摩擦力（Kinetic Friction）**的物理本質：它的大小取決於接觸面的粗糙程度，以及物體垂直壓在接觸面上的正向力。
動摩擦力的運算邏輯
在水平面上，義肢受到的**正向力（Normal Force, $F_N$）**在數值上恰好等於其所受的重力，即 $F_N = m \times g$。將題目給定的數值帶入，我們可以先求得正向力為 $5 \text{ kg} \times 9.8 \text{ m/s}^2 = 49 \text{ N}$。接著，根據動摩擦力公式 $f_k = \mu_k \times F_N$，將動摩擦係數 $0.2$ 與正向力 $49 \text{ N}$ 相乘，便能得出 $9.8 \text{ N}$ 的阻力。這道題目雖然屬於基礎層次，但它有效檢驗了學生是否能區分「質量（Mass）」與「重量（Weight）」在運算中的不同角色，是銜接牛頓運動定律非常重要的切入點。