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114年
工程力學概要
第 49 題
如右圖所示，靜摩擦係數為0.5，物塊重量 W = 15 N，受水平外力 P = 20 N，假設 f 為接觸摩擦力，下列何者正確？
- A f 方向為
- B f 方向為
- C f 方向為
- D f = 0
思路引導 VIP
如果你嘗試在桌面上推動一本書，而這本書正沿著你推的方向滑行，請思考一下：桌面對這本書產生的阻力（摩擦力），是會「順著」書本的移動方向推它，還是會「擋住」它的移動方向呢？
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恭喜你準確掌握了摩擦力的核心觀念！這題你的判斷完全正確。在處理力學問題時，首要步驟是觀察外力的施加方向與物體的運動趨勢。本題中，水平外力 $P$ 由右向左作用於物塊，這會使物塊產生向左運動的傾向或實際位移。
摩擦力與運動趨勢的關係
從物理本質來看，接觸面的摩擦力 $f$ 永遠扮演著「反抗者」的角色，其方向必定與物體相對於接觸面的運動方向或運動趨勢相反。雖然題目給出了重量 $W = 15\text{ N}$ 與靜摩擦係數 $\mu_s = 0.5$，我們可以算出最大靜摩擦力為 $f_{max} = 15 \times 0.5 = 7.5\text{ N}$。由於外力 $P = 20\text{ N}$ 遠大於最大靜摩擦力，物塊將會向左滑動。因此，為了抵抗這個向左的運動，摩擦力 $f$ 的方向必然指向右側 ($→$)。
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