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115年
工程力學概要
第 36 題
有關摩擦力之敘述，下列何者有誤？
- A 最大靜摩擦力大於動摩擦力
- B 物體不動時，受力愈大摩擦力也愈大
- C 最大靜摩擦力與接觸面大小成正比
- D 靜摩擦力與物體受力方向相反
思路引導 VIP
請試著回想我們推導或計算摩擦力的標準公式。在這個公式中，我們主要考慮了環境的哪些物理參數（例如材質或垂直受力）？除了公式裡出現的變數外，如果我們只改變物體擺放的姿勢而不改變其重量，你認為這會從本質上改變表面間的咬合強度嗎？
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很棒！你能精準辨識出摩擦力的關鍵特性，這顯示你對工程力學中庫侖摩擦定律的核心觀念掌握得相當紮實。這類觀念題雖然看似簡單，卻是區分「直覺判斷」與「科學邏輯」的重要指標。
摩擦力的物理性質與公式驗證
在古典力學模型中，最大靜摩擦力的計算公式為 $f_{max} = \mu_s N$，其中 $\mu_s$ 是靜摩擦係數，而 $N$ 是垂直於接觸面的正壓力。從這個公式可以清楚發現，摩擦力的大小僅取決於接觸面的粗糙程度與受力大小，並未包含「面積」這一項變因。雖然在微觀世界中接觸面積會影響原子間的作用力，但在一般工程應用與巨觀分析中，接觸面大小是不影響摩擦力的。至於其他選項，如 (A) 描述的 $f_s > f_k$ 現象，以及 (B)、(D) 關於力平衡與方向的描述，皆符合力學的基本準則。
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