2-3 靜力平衡 靜力平衡 力偶矩 靜力平衡解題策略.

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1 2-3 靜力平衡 靜力平衡 力偶矩 靜力平衡解題策略

2 一、靜力平衡 在前兩節我們分別討論了力的平衡及力矩的平衡，如果兩個平衡都達到，則物體不改變移動及轉動的狀態，此種情況稱之為力學平衡(mechanical equilibrium) 或簡稱平衡(equilibrium)。在平衡的情況下，一個物體如果原來靜止，會一直維持靜止，稱為靜力平衡(static equilibrium)。 課本44頁

3 二、力偶矩 力平衡及力矩平衡是互相獨立的條件，當物體滿足力平衡時，其力矩不一定平衡，反之亦然。
以右圖為例，方向盤兩端分別受到大小相同、方向相反的作用力，此時合力雖然為零，但是合力矩卻不為零，因此方向盤會由靜止開始轉動。 課本45頁

4 一對大小相同、方向相反且作用點不同的平行力，會造成力矩作用，這個力矩也稱為力偶矩。其實我們用手旋開飲料蓋子，也是力偶矩的一種應用。
課本45頁的補充說明

5 移動平衡與轉動平衡 1.移動平衡：物體不會移動，其所受 為零。 2.轉動平衡：物體不會轉動，其所受 為零。 合力 合力矩 講義2-22頁

6 靜力平衡 1.一個原來靜止的物體，若同時處於移動平衡和轉動 平衡，則會一直維持靜止，稱為靜力平衡(static equilibrium)
講義2-22頁

7 如右圖，若三力互相平行，　　　 此三力成靜力平衡的條件 講義2-22頁

8 講義2-22頁

9 三、靜力平衡問題的解題策略 j選擇分析靜力平衡的對象，這個對象稱為系統。系統可以是完整的物體，也可以是物體的一部分。
k將系統與其他部分分離出來，畫出作用於系統上的所有外力，標明這些力的大小及方向，將未知者列為未知數。這種標示外力對系統作用的圖形，也稱為力圖。 課本46頁

10 l由力平衡的條件，列出對應的代數方程式。
m由力矩平衡的條件，列出對應的代數方程式。計算力矩時，若參考點選擇在最多力交會點（實際交會點或延長線交會點），可以簡化方程式。 n聯立步驟l與m ，解出各未知數。若解出的未知數為負，表示該物理量的方向與原來的猜測相反，但量值仍然是正確的。 課本46頁

11 例題2-7(課) 一重量為5.0公斤重的梯子，靜止斜靠於光滑牆面，如右圖所示。已知梯子的重量可視為集中於中點處，梯子與地面的夾角為53°，且梯子與地面的摩擦力不為零，則 (a)地面施於梯子的摩擦力量值為何？ (b)地面施於梯子的正向力量值為何？ (c)地面施於梯子的總力量值為何？ 課本52頁

12 課本53頁

13 例題2-8(課) 有一支重量可忽略不計的棒子，其一端垂直頂住牆面，而另一端以輕繩繫至牆面的高處，如右圖所示。今將12.0公斤重的物體掛在棒子的中點處，若棒子仍保持靜止狀態，則 (a)輕繩的張力為若干？ (b)牆面施於木棒的正向力量值為何？ (c)牆面施於木棒的摩擦力量值為何？ (d)牆面施於木棒的總力量值為何？ 課本54頁

14 課本54頁

15 靜力學應用實例 1、簡單機械：例如斜面、槓桿、軸軸、滑輪….等等。 2、其他：例如拱門、拱橋、平衡桿、不倒翁、….等等。 講義2-23頁

16 如右圖，一木棒長L（重量不計），在距牆 處懸一重W物體，一端以樞鈕固定牆上，另一端用細繩以與水平成30°夾角懸於牆上使其平衡，則：
(1)繩子張力的量值為______。 (2)牆上樞鈕作用於棒之力量值 　為_________。 講義2-23頁

17 講義2-23頁

18 講義2-23頁

19 講義2-23頁

20 講義2-23頁

21 一梯長20m倚光滑牆面而立，梯與牆夾角為 ，一人重量80kgw，立於梯之中點，如圖所示。設梯之重量可以略去，地面與梯腳間之靜摩擦係數＝0
一梯長20m倚光滑牆面而立，梯與牆夾角為 ，一人重量80kgw，立於梯之中點，如圖所示。設梯之重量可以略去，地面與梯腳間之靜摩擦係數＝0.6，則下列敘述何者正確？ (A) 梯與地面間的摩擦力為480N (B)梯與地面間的正向力為800N (C)梯與牆間作用力為300N (D)人最高可上移至距梯腳16m處，梯仍保持平衡。(設 ) 講義2-24頁 ＜94附中＞

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24 講義2-24頁