力學-靜力學
--------------------------------------------------------------------------------
靜力學和運動學截然不同,一個講的是運動中的物體,一個講的是靜止的物體,又由於我們還沒有為力下一個定量的定義,所以在本章只運用初中所學的來作單位,並且沒有出現時間這個基本單位;主要討論的是:力的種類、力的平衡、力矩的定義、力矩平衡、質心等等。
1.力的種類:在此簡單的將力分為來源力與結果力,讓大家比較容易了解力的使用該注意的事項,接下來將此二力列如下表,並說明於下:
來源力 超距力 重力、靜電力、靜磁力、電磁力(交互作用)
接觸力 正向力(垂直介面):拉力、推力、彈力…
摩擦力(平行介面)
結果力 合力: 向心力…
這個分法可能非常罕見,原因是很多同學在作力的計算時常常弄錯力的意義,所以我把它們用這種分類法,舉例來說:一物體以一個細繩繫住,繞某一點作鉛直圓周運動,此時同學們經常回答:「三個力,分別是繩子張力、重力及向心力」,這代表對力的作用有很大的誤解,所以有必要在這裡為同學們分析各種力的用法,
2.力圖:靜力學最重要的目的在訓練同學如何畫物體的受力圖(簡稱力圖),如果這裡無法學會完整表達,那後面的動力學就更不用說了,所以建議同學要多練習力圖的畫法,以下列出幾個畫力圖的重點:
(a)、 只畫物體的受力,千萬不要畫出對其他物體的施力。
(b)、 先畫超距力,再畫接觸力。
(c)、 物體本身的重力應該從物體的質心開始畫向下。
(d)、 接觸力就直接畫在受力位置上。
(e)、 不要漏掉任何一個力。
同學們經常把來源力和結果力混為一談,尤其容易把力的方向和運動方向弄混淆,舉兩個例子:
(1)、 靜力學部分:一個物體放在靜止的車上,車子總共受到三個力,力由質心向下畫、物體給予的正向力由施力點向下畫、桌面給予的正向力由施力點向上畫,這三個力的合力必須為零;有一些同學會認為桌面有直接施力給物體,這必須提醒大家,體間除非直接接觸,否則不會有接觸力。
(2)、 動力學部分:以一條細繩繫住一物體,作鉛直圓周運動,物體在整個運動過程中只有受到兩個力-繩子張力及重力,這兩個力的合力(向心力)造成物體作圓周運動,所以向心力是一種結果力,並沒有另一個施力,這一點請大家千萬要注意。