力矩杠杆与静力平衡.doc

單元27：力矩槓桿與靜力平衡計算分析 高雄市林園中學 年 班 號 姓名 1物體要維持靜力平衡的狀態，必須同時滿足下列兩個條件： 1物體要維持靜力平衡的狀態，必須同時滿足下列兩個條件： (1)移動平衡(不移動)：合力＝( )，即 (向上合力) ＝ (向下合力)。 (2)轉動平衡(不轉動)：合力矩＝( )，即 (順時針合力矩) ＝ (逆時針合力矩)。 2分析物體或木棒或槓桿要呈靜力平衡的問題，及解法步驟如下： (A)畫出棒長 (B)標示出棒上的每一個作用力：(包括力的大小、方向、作用點) (1)先做完整力圖 (若為均勻木棒，則標示棒重於棒的中央位置) (a)若無支點 → 則設支點於未知力下端 (C)標出支點 (b)若有支點 → 則補設一支點的支撐力F1 (c)若棒有一端著地 → 則著地端的棒子有受到一地面向上的支撐力F2 (甲)力平衡，即 (向上合力) ＝ (向下合力)。 (2)解題分析 (乙)力矩平衡，即 (順時針合力矩) ＝ (逆時針合力矩)。 1下圖(1)~(3)中的木棒均呈靜力平衡，則圖中的未知數X、Y、Z各為多少kgw？ Y Y kgw 20 kgw 10 kgw 2m 1 3 (2) Y＝( ) kgw 30 kgw 30 kgw 6 kgw 60 kgw 2m 2m Z m 3 (3) Z＝( ) m (1) (1) 6 kgw 2m 1 X kgw X＝( ) kgw 2承上題，圖(1)~(3)中支點的支撐力，其大小方向各為何？ (1) ( ) (2) ( ) (3) ( ) 。 80 kgw 80 kgw 50 kgw 5 kgw 40 kgw 10 kgw 300 1 1 1 1 1 1200 600 則桿所受的(1)順時針力矩和為( ) kgw?m。 (2)逆時針力矩和為( ) kgw?m。 (3)合力矩為( ) kgw?m。 (4)且旋轉方向為( ) 時針方向。 4兄妹二人用長2公尺的均勻木棒合台一重80公斤重的物品，試回答下列(1)~(3)小題： (1)若此棒為輕質木棒，且物品懸掛距兄0.6公尺處，則兄須出力( ) kgw，妹須出力( ) kgw。 (2)若此棒為輕質木棒，且妹身體瘦弱，最多只能承擔30kgw，則物品應懸掛距兄( ) 公尺處以內。 (3)若此棒重為4 kgw，則上列(1)(2)小題的答案又為何？ (1)兄須出力( ) kgw，妹須出力( ) kgw。 (2)物品應懸掛距兄( ) 公尺處以內。 5等臂蹺蹺板，左右兩端各置放30 kgw、50 kgw 且右端著地，則： (1)支架向上施力( ) kgw。 (2)右端著地處，地面向上支撐力為( ) kgw。 6有一不等臂蹺蹺板，左右兩臂長比為4：3，今於左右兩端各置放30 kgw、50 kgw，則： (1)支架向上施力( ) kgw。 (2)蹺蹺板的( ) 端會著地，且此著地端的地面向上支撐力為( ) kgw。