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基本概念
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牛頓三大運動定律
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牛第一運動定律
(慣性定律)
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定義
- 若
- 物體不受外力或合外力為零時
- 則
- 靜者恆靜 動者恆作等速度運動
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也就是說
- 物體維持原有狀態
- ←慣性定律(伽利略)
- 在慣性參考體中才成立
(牛洞提出)
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牛頓第二運動定律
(運動定律)
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定義
- 已知
- 在慣性參考體中
- 若
- 物體所受外力合不為零時
- 則
- 必在合力方向產生一加速度
- ←絕對加速度
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性質
- 加速度之大小與外力成正比,與物體質量成反比
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其他說法
- 質點所受外力合不為零時,質點之線動量對時間的變化率,
與其所受之合外力成正比,且方向與合外力方向相同
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注意
- 第一運動定律不是第二運動的特例
- 因為第一運動定律隱含了慣性參考體的定義
- 是第二運動定律所無法描述的
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牛頓第三運動定律
(反作用力定律)
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定義
- 對任一作用力,必有一相對之反作用力
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性質
- 大小相等方向相反
- 作用於不同的物體上,故不能抵消
- 共生共滅
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注意
- 在靜力學,動力學中都成立
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D'Alembert原理
(達然貝特)
動平衡現象
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目的
- 把 動力學問題 變 靜力學問題
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定理
- 物體所受外力與慣性立達到平衡狀態
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名稱
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慣性力(inertia force)
- = -ma
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動力平衡(dynamic equilibrium)
- 外力合力與慣性力之平衡
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注意
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慣性力為虛設力(假力) ,事實上並不存在
- 不會出現在自由體圖內
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離心力
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要考研究所
- 用不到離心力
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什麼是離心力?
- 由達然貝特原理,把圓周運動中的m an移到等號左邊
- 則m an就是離心力
- 一種慣性力
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常見之作用力
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重力
- 即地心引力, W= mg恆指向地心。
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彈簧力
- 彈簧所產生之回復力,與變形量成正比,F=kδ
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正向力
- 確保兩物體接觸時不相互貫穿之接觸力,與接觸點之切面互相垂直,記為N
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摩擦力
- 阻止兩物體發生相對滑動之接觸力,與接觸點之切面平行
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摩擦
friction
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摩擦力之種類
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靜摩擦力
- 兩物體互相接觸,
當一物體相對另一物體""有滑動傾向""時,
接觸面所生之摩擦力
- =>靜止=>平衡狀態
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最大靜摩擦力
- 兩物體互相接觸,
當一物體相對另一物體""即將滑動""時,
接觸面所生之摩擦力
- =>靜止=>平衡狀態
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動摩擦力
- 兩物體發生相對滑動時 , 接觸面所生之摩擦力
- 等速滑動=>平衡(靜力問題)
- 等加速滑動=>不平衡(動力問題)
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庫侖摩擦理論
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摩擦力反向
- 動摩擦力 相切 其接觸面 ,
- 且與物體即將滑動之 方向相反
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正比正向力
- 最大靜摩擦力 及 動摩擦力 與其 正向力 成正比 。
- 最大靜摩擦力: fs=μs N
動摩擦力: fk=μk N
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有關粗糙度
- 摩擦係數 僅與 接觸面之種類 及 粗糙度 有關 。
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無關接觸面
- 摩擦力 與 接觸面積大小 無關。