2-2   力的作用
    2-2-1  古典物理學中之力學發展
       2-2-2  力的
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延伸學習: 向量處理規則向量分解

2-2-2 力的相關性質

力作用可大分為兩類:
產生形變。
改變運動狀態:
快慢改變或方向改變皆須力的作用。

力的作用可分為施力者及受力者,因施力者同時也受力,故施力者同時也是受力者,而受力者亦同時是施力者

1.   力是向量
力兼具大小方向之特性,所以描述時量值與方向應兼顧
力之圖示:用帶箭頭之線段來表示,線段之長短依比例代表力之大小,箭頭則表示其方向。

    如圖為木塊靜止於桌面受力之圖示。其中Nw構成一組平衡力

問題: NW之反作用力各為何?  

2. 超距力、接觸力
物體受到力的作用時,施受兩物體間若有接觸(巨觀上無距離)為接觸力;施受兩物體間若無接觸(巨觀上有距離)為非接觸力或超距力。如圖中的N為接觸力,W為非接觸力。

其他如彈簧恢復力及地面摩擦力為接觸力,靜電力、磁力、萬有引力為非接觸力。

 3.   形變與正向力

物體間有接觸力作用時一定產生形變,不發生形變之物體是不存在的,只是有的形變比較明顯,可以直接看得出來,有的形變非常微小,非得用儀器才能加以顯示。

發生形變的物體都有恢復原狀的傾向,就在恢復的方向上對相接觸之另一物體產生了接觸力。圖中的桌面,受到木塊的擠壓而形變向下,所以有向上恢復的接觸力N作用於木塊上,它是木塊的支持力。另一方面,木塊之形變向上,所以有向下恢復的接觸力作用於桌面上,它就是桌面受壓力之來源,以上兩力均垂直於表面,稱為正向力。

換言之,就作用力N而言,施力者(桌面)也受到一個來自受力者(木塊)大小相等、方向相反的力,我們稱之為N的反作用力。亦即作用力及反作用力,是大小相等、方向相反但作用在不同的物體上,此即牛頓第三運動定律。

就非接觸力而言,此種作用及反作用的現象也是存在施力者及受力者之間。

例題2-5 

 


                             

 4. 張力 

如圖,單擺之擺錘掛在擺繩上,擺錘拉緊擺繩,使兩者均產生極微小之形變。擺錘發生之形變方向向上,其欲恢復之方向向下,所以對擺繩施一向下之拉力,此力為繩之張力。擺繩發生之形變方向向下,其欲恢復之方向向上所以對擺錘施一向上之拉力。

實驗:
拿一橡皮筋雙手食指將之撐開,體會手指受力及橡皮筋受力之大小及方向,又橡皮筋內每一部份是否皆張緊的。

問題1:
如附圖所示,F 1為手拉繩子之力,F 2為繩子拉物體之力,F 3為繩子作用於手之力,F 4為物體作用於繩子之力。試問:
(1)F 1的反作用力為______。
(2)F 4的反作用力為______。
(3)繩子若處於靜止平衡時,則其受______與______兩力而平衡。

答案:(1)F 3;(2)F 2;(3)F 1,F 4

問題2:
 
ANS
:      

問題3:
二物體質量之比為3:2,今將二者緊靠置於平滑桌面上,施水平力(F)於質量大者,使其水平滑動,則此二物間相互作用之力為   F。
    [解答]:2/5

問題4:
 

 解答  

 

─────── 若對以上問題想更進一步瞭解,請看  張力概念、問題解析 ───────