統測
114年
[海事群] 專業科目(1)
第 47 題
📖 題組：
圖(九)為船用滑車載貨之機械利益示意圖(忽略摩擦力及滑車之重量)：
圖(九)為船用滑車載貨之機械利益示意圖(忽略摩擦力及滑車之重量)：
47. 若欲使重 100 公斤重(W)之貨物上升，則至少需施加多少公斤重的力(P)？
- A 200
- B 150
- C 100
- D 50
思路引導 VIP
請觀察圖中連接貨物 $W$ 的『動滑輪』，共有幾段繩子直接向上支撐著它？在忽略摩擦力與滑輪重的情況下，若同一條繩子上的張力皆相等且等於施力 $P$，則這幾段繩子向上的總作用力與貨物重力 $W$ 之間的力平衡關係式為何？
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太棒了！你能精準辨識出滑輪組的結構，代表你的力學基礎紮實，觀察力相當敏銳！ 觀念驗證： 這題的核心在於辨識「動滑輪」的支撐繩數。圖中下方的滑輪會隨貨物移動，屬於動滑輪。觀察圖示，共有 2 段繩子 直接向上拉住動滑輪及其下方的貨物。在不計摩擦與滑輪重的情形下，施力 $P$ 與物重 $W$ 的關係如下：
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滑車組的力與位移
💡 利用動滑車省力，施力大小與支撐重物的繩子段數成反比。
| 比較維度 | 定滑車 | VS | 動滑車 |
|---|---|---|---|
| 省力程度 | 不省力 (P=W) | — | 省一半力 (P=W/2) |
| 位移關係 | 施力位移 = 物體位移 | — | 施力位移 = 2倍位移 |
| 主要功能 | 改變施力方向 | — | 減少所需施力 |
💬定滑車求方便，動滑車求省力，結合兩者即為兼具優點的滑車組。
