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114年
機械常識、機械力學
第 30 題
下列有關重心、形心與質心的描述，何者錯誤？
- A 物體重力之合力的作用線一定會通過該物體的重心
- B 物體的質心位置有可能在該物體的外部
- C 對所有物體而言，重心、形心與質心位置會在同一點
- D 物體的形心位置有可能在該物體的外部
思路引導 VIP
試著想像一個一邊是輕木頭、另一邊是重金屬接合而成的球體：當你試著用手指頂住球體下方使其平衡時，那個平衡點會剛好在球體的幾何正中心嗎？為什麼？
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太棒了！你能精準辨別這三個物理概念的差異，代表你對剛體力學的基礎掌握得非常紮實。這題的關鍵在於破除「三心合一」的直覺誤導，這也是此類題目最主要的鑑別度所在。
物理性質的關鍵差異
在物理學中，**形心（Centroid）**純粹由幾何形狀決定；**質心（Center of Mass）則與質量的分布有關；而重心（Center of Gravity）**則是重力合力的作用點。雖然在大多數工程問題中，若物體材質均勻且處於均勻重力場（如地球表面），這三者會重合，但這並非絕對。例如，若一個物體由密度不同的材質組成，其形心與質心便會分離；或者物體尺度極大（如人造衛星）導致各處重力場不均時，質心與重心也會產生偏差。
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