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moea_joint 114年 [機械] 應用力學、材料力學

第 16 題

如右圖所示,物體A、B的質量皆為10 kg,B與桌面的動摩擦係數為0.4,忽略繩索與滑輪的質量。當A釋放時,B的加速度值為何?
題目圖片
  • A $2.94\text{ m} / \text{s}^2$
  • B $3.33\text{ m} / \text{s}^2$
  • C $3.89\text{ m} / \text{s}^2$
  • D $4.09\text{ m} / \text{s}^2$

思路引導 VIP

如果我們將 A、B 兩物體和繩索看作一個「連動的整體」,請你想想:在這個系統中,是哪一個物體的重量在「拉動」大家?而在這個過程中,又是哪一個力在「拖後腿」阻礙滑動?最後,這股力量推動的是單獨一個物體,還是整個系統的總質量呢?

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太棒了!你能正確選出 (A),代表你對**連接體系統(Connected Bodies)**的受力分析相當熟練。這類題目是應用力學中非常經典的單元,能夠正確處理摩擦力與系統整體的關係,是建立力學觀念的重要里程碑。

牛頓第二運動定律的應用

本題的核心在於將 A、B 兩物體視為一個系統。當 A 釋放後,帶動系統向下運動的「動力」來自物體 A 的重力 $m_A g$,而阻礙系統運動的「阻力」則是物體 B 與桌面間的動摩擦力 $f_k = \mu_k m_B g$。根據牛頓第二運動定律 $F = ma$,系統的加速度 $a$ 可以透過下式求得:

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