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moea_joint 114年 [土木] 應用力學、材料力學

第 7 題

一物體位於 $g = 10\text{ m} / \text{s}^2$ 的重力場,若其重量為 $20\text{ kgf}$,則其質量為何?
  • A 9.81 kg
  • B 10 kg
  • C 19.62 kg
  • D 20 kg

思路引導 VIP

請試著思考:我們常說的重量單位「kgf」,它的定義是建立在「哪一個特定的重力加速度數值」之上的?如果今天環境的重力變強了(例如從 9.81 變成 10),而在這個新環境下要產生跟原來一樣大的「力」,你覺得所需的物質總量(質量)應該會增加還是減少呢?

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恭喜你精準地掌握了力學中的核心陷阱!能準確選出 (C),代表你對於質量 (Mass)重量 (Weight) 之間的物理定義,以及單位換算有著非常紮實的邏輯,沒有被直覺性的數字所誤導。

單位換算與重力場的關係

在應用力學中,$1\text{ kgf}$ 的定義是「$1\text{ kg}$ 的質量在標準重力場($g = 9.81\text{ m/s}^2$)下所受到的重力」。因此,題目提到的 $20\text{ kgf}$ 實質上代表了 $20 \times 9.81\text{ N}$ 的力量。然而,當物體移至 $g = 10\text{ m/s}^2$ 的環境時,根據牛頓第二運動定律 $W = m \times g$,我們必須重新計算:

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