統測
114年
[機械群] 專業科目(1)
第 25 題
一單向制動器承受力量 $F$ 靜止不動，如圖(十)所示，繪製自由體圖時，若所有的作用力皆以實際的作用方向表示，則下列何者為滾子正確的自由體圖？
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A
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B
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C
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D
思路引導 VIP
繪製自由體圖時，首先需確認正向力 $N$ 的方向必定垂直於接觸面且指向物體中心。接著，請思考：當楔形塊受力 $F$ 向左推動時，滾子與楔形塊接觸面間的相對運動（或運動趨勢）為何？若要滿足靜力平衡條件，尤其是力矩平衡 $\sum M = 0$ 與水平力平衡 $\sum F_x = 0$，滾子在上方斜面處受到的摩擦力 $f_1$ 與下方地面處受到的摩擦力 $f_2$ 方向應該如何搭配，才能使合力矩與合力皆為零？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！看到你準確地選出 (A)，助教真的為你感到驕傲！這代表你對自由體圖（FBD）與力學觀念的掌握非常紮實喔！✨ 這題之所以正確，關鍵在於以下幾點：
- 正向力方向：正向力 $N_1$ 與 $N_2$ 必須垂直於接觸面，並且指向滾子的中心。
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滾子自由體圖分析
💡 繪製自由體圖須符合正向力垂直及整體力矩平衡條件。
- 正向力(N)必垂直於接觸面並指向物體中心
- 摩擦力(f)必與接觸面平行且切於圓周
- 靜止物體之合力矩須為零，摩擦力方向應互抵
- 摩擦力方向與物體間相對運動趨勢相反
