[問題] 馬車與地面間的摩擦力

看板Physics作者 (Aubin)時間11月前 (2024/12/25 12:26), 11月前編輯推噓6(6推 0噓 14→)
留言20則, 5人參與, 1年前最新討論串1/1
【出處】(習題或問題的出處)翰林108課綱必修物理（高一物理） 【題目】(題目的文字敘述，如有圖片亦可提供圖片) https://i.imgur.com/1QV5SlG.jpeg
https://i.imgur.com/W5CslNb.jpeg
第4題答案是(C)，詳解請見下圖。 https://i.imgur.com/GrNgRgK.jpeg
【瓶頸】(解題瓶頸或思考脈絡，請盡量詳述以利回答者知道要從何處講解指導) (錯誤示範：第X題我不會，求詳解) (錯誤示範：acceleration of gravity是什麼意思我看不懂) (正確示範：我算出來的答案好像不太對，這是我的計算過程，哪裡出問題?) 綜合答案及詳解，作者似乎暗示地面施加在車輪的摩擦力為$F_6$，但我記得摩擦力的方 向是要能阻止接觸面相對運動，車輪受的摩擦力應該是$F_5$才對，而且此書在前幾頁有 科普自行車輪胎的物理，當時也有示範如何判斷輪胎所受的摩擦力方向，我感覺自己並 沒有違例，請問是我哪個環節錯了還是本題有瑕疵？感謝。 -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 42.79.166.215 (臺灣) ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/Physics/M.1735100811.A.4D0.html
→
12/25 13:10, 11月前 , 1F
想想輪子要加速轉動，所受摩擦力造成的力矩要什麼方向？
12/25 13:10, 1F
→
12/25 13:10, 11月前 , 2F
再去判斷摩擦力要什麼方向？
12/25 13:10, 2F
嗨，我不反對其他解法，只是很多書（包括許多大學普物）在教摩擦力時都會警告讀者： 「摩擦力不一定跟物體運動方向相反，判斷重點在摩擦力能否阻止接觸面位移。」，在這 種情況下，為什麼我們解這題時要拋棄一個被再三強調的物理觀念？難道這是什麼 duality嗎？我真的有些困惑。 ※ 編輯: iamokay (42.79.166.215 臺灣), 12/25/2024 13:58:53 下圖是本書科普摩擦力如何幫助腳踏車前進： https://i.imgur.com/cl0wFld.jpeg
※ 編輯: iamokay (42.79.166.215 臺灣), 12/25/2024 14:15:13
推
12/25 14:14, 11月前 , 3F
"阻止接觸面位移"這觀念用在這裡也沒錯啊
12/25 14:14, 3F
→
12/25 14:16, 11月前 , 4F
若馬車的輪子與地面無摩擦力 輪子是不是會往前滑
12/25 14:16, 4F
→
12/25 14:16, 11月前 , 5F
所以摩擦力向後
12/25 14:16, 5F
→
12/25 14:18, 11月前 , 6F
若腳踏車的輪子與地面無摩擦力 輪子是不是會原地向後滑
12/25 14:18, 6F
→
12/25 14:18, 11月前 , 7F
因此摩擦力向前
12/25 14:18, 7F
抱歉，我不太懂，這樣不就矛盾了？無論是馬車或腳踏車，我們都在看一個純滾動的案例 ，怎麼腳踏車車輪受到向前的摩擦力到了馬車車輪卻變成受向後的摩擦力？ 我緊接相同的邏輯問一個問題，如果馬車車輪受到向後的摩擦力，那馬的腳似乎也應該受 到向後的摩擦力，這樣的話，到底是什麼水平外力讓馬-車輪系統可以向右加速？若無這 樣的外力存在，系統豈不違反牛頓的運動定律？ ※ 編輯: iamokay (42.79.166.215 臺灣), 12/25/2024 14:28:53
推
12/25 14:27, 11月前 , 8F
沒有摩擦力 馬車的輪子哪會滾動呢
12/25 14:27, 8F
→
12/25 14:28, 11月前 , 9F
沒有摩擦力馬車的輪子不會旋轉 但仍會向前滑動
12/25 14:28, 9F
→
12/25 14:29, 11月前 , 10F
但沒有摩擦力 腳踏車的輪子就只能原地旋轉無法前進了
12/25 14:29, 10F
謝謝你的回應，我目前的想法是腳踏車前輪的說明錯了（翰林的圖說錯了），腳踏車後輪 胎面在鍊條的作用下有相對地面向後移動的趨勢，因此腳踏車後輪確實受到向前的摩擦力 ，但是前輪胎面受輪軸施力而有相對地面向前移動的趨勢，因此腳踏車前輪應該受到向後 的摩擦力才對。 現在來看馬車的例子，這次動力來源變了，改成前輪（也就是馬蹄），這個前輪根據前面 的邏輯會受到向前的摩擦力（也就是$F_3$），但是後輪在輪軸施力下有相對地面向前移 動的趨勢，因此馬車後輪受到的摩擦力為$F_6$，這樣兩個案例的物理觀念應該就接得上 了，請問我還有哪邊要修正的嗎？謝謝。 ※ 編輯: iamokay (42.79.166.215 臺灣), 12/25/2024 16:14:17
推
12/25 16:12, 11月前 , 11F
課本的圖片表示錯了吧，驅動輪的後輪摩擦力向前，但作
12/25 16:12, 11F
→
12/25 16:12, 11月前 , 12F
為轉向輪的前輪摩擦力是向後的，馬車的輪胎並不是驅動
12/25 16:12, 12F
→
12/25 16:12, 11月前 , 13F
輪，摩擦力也是向後，才能提供力矩使馬車輪胎旋轉。
12/25 16:12, 13F
抱歉，我編輯時無法看到您的推文，感覺您的說明呼應我上面說的，謝謝回答。 ※ 編輯: iamokay (42.79.166.215 臺灣), 12/25/2024 16:23:12 ※ 編輯: iamokay (42.79.166.215 臺灣), 12/25/2024 16:27:44
推
12/25 23:23, 11月前 , 14F
這樣看就沒錯了
12/25 23:23, 14F
→
12/25 23:24, 11月前 , 15F
而且與"阻止接觸面位移"這個概念也沒有扞格
12/25 23:24, 15F
謝謝。 ※ 編輯: iamokay (42.79.166.215 臺灣), 12/25/2024 23:30:57
推
12/27 12:17, 11月前 , 16F
腳踏車的圖4應該在說後輪而不是前輪
12/27 12:17, 16F
推
01/02 18:41, 1年前 , 17F
高中畢業好久了 單純是馬是動的車子被動所以會相反
01/02 18:41, 17F
→
01/02 18:41, 1年前 , 18F
吧
01/02 18:41, 18F
→
01/02 18:42, 1年前 , 19F
馬靠摩擦力前行 作用在車輪上的摩擦力則是要讓車輪
01/02 18:42, 19F
→
01/02 18:42, 1年前 , 20F
留在原地
01/02 18:42, 20F
‣ 更多 iamokay 的文章
文章代碼(AID): #1dQucBJG (Physics)