BOUNDLESS CONCEPT NOTE
不移動,也不能有轉動趨勢
從定滑輪與動滑輪的組合觀察繩張力、負載與位移限制,理解合力為零如何維持平衡。
回到圖鑑操作模型本頁含 2 題例題與解答
LEARNING GOALS
操作之後,應該能說清楚這三件事
- 01畫出滑輪組受力圖
- 02辨認同一條理想繩上的張力
- 03比較施力與負載的位移
CORE IDEAS
先建立判斷,再進入計算
兩股張力支撐動滑輪
理想繩與理想滑輪中,同一條繩的張力處處相同。動滑輪由兩段繩子共同支撐,因此平衡時兩股張力的合力等於負載重量。
省力必須交換距離
繩長固定。自由端拉下兩倍距離,動滑輪與負載只上升一倍距離;理想狀態下輸入功與輸出功相同。
TWO EXAMPLES
兩題把觀念轉成可檢查的步驟
動滑輪平衡
以一個定滑輪改變施力方向、一個動滑輪承載 40 kg 重物。忽略繩重與摩擦,至少需要多大的向下拉力才能平衡?
展開解題步驟
- 同一條理想繩各處張力皆為 T。
- 動滑輪由兩股繩支撐,因此 2T=40g。
答案約 196 N。
水平樑的支撐力
均勻水平樑重 200 N,質心距牆端 2 m;另一端距牆 4 m,以鉛直繩支撐。求繩張力。
展開解題步驟
- 以牆端為支點,牆的作用力矩為零。
- 令逆時針與順時針力矩量值相等。
答案100 N。
下一個模型
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