運動與力

牛頓擺

牛頓擺 (Newton’s Cradle)
國立臺灣師範大學物理系曾鈺潔碩士生/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

牛頓擺是一個常見的桌面演示裝置,由五個質量相同的球體由吊繩固定,彼此緊密排列。

傅科擺

傅科擺 (Foucault Pendulum)
國立臺灣師範大學物理系曾鈺潔碩士生/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

地球的自轉現象(Earth’s rotation)首度由哥白尼的天體運行論提出,卻一直受到質疑,到牛頓提出萬有引力定律,才提供該現象一個合理的理論支持。然而直接用實驗證實該現象的,是法國物理學家傅科(Léon Foucault),他在1851年利用傅科擺成功證實地球自轉的現象。

古典力學的歷史 〈History of Classical Dynamic〉

古典力學的歷史 〈History of Classical Dynamic〉
台北市立第一女子高級中學物理科于曉平老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

古典力學的歷史(一):古代

希臘哲學家,包括亞里斯多德(Aristotle)在內,可說是最早嘗試以抽象的原理解釋自然現象。在亞里斯多德「On the Heavens」的文章裡提到,每個物體都有它的「重量」,因此也會產生趨向於「自然位置」的傾向。因此他曾錯誤斷言,一個物體的重量若為另一個物體的兩倍,那前者從相同的距離落下到地面的時間則會是後者的一半。

動量概念的歷史發展 〈Momentum〉

動量概念的歷史發展 〈Momentum〉
臺北市立麗山高級中學物理科金佳龍老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

動量的英語原文 momentum 係來自拉丁文 movere,原意指由內在力量所產生的運動,或運動物體內含的力量,此一意涵精確反映在現代數學定義—質量$$\times$$速度$$=$$動量之中。然而古代羅馬人由於受到羅馬數字不利計算的限制,並未能進一步探討此一概念。

動量

動量 (Momentum)
基隆市立暖暖高級中學物理科張志康老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

動量是一個描述物體「運動狀態與慣性大小」的古典物理量,我們可以用『速度 $$(V)$$』與『質量 $$(m)$$』的乘積來表示,亦即 $$p=mv$$。

其中,物體的「運動狀態與慣性大小」,分別和「速度與質量」相呼應;當我們要完整描述物體的運動狀態與慣性大小時,就應該以「速度與質量的乘積」做表示。

角度(Angle)

角度(Angle)
國立彰化高級中學物理科賴文哲老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

現今常採用的平面角度符號是以圓周為360°(度),1度為60’(分),1分為60″(秒),1° = 60′ = 3,600″,是源於古希臘。一般對於角度的認識,是先由數學上將幾個特殊角,例如30°、45°、60°、90°、180°等配合三角函數來建立概念。而天文觀測以及地球上使用經緯度來定位就需要更精密的單位,此時就要使用分、秒這種小單位。例如101大樓的位置是:北緯25度2分1秒;東經121度33分53秒。

摩擦力(Friction)與汽車的驅動(Automobile Layout)

摩擦力(Friction)與汽車的驅動(Automobile Layout)
國立彰化高級中學物理科賴文哲老師/國立臺灣師範大學物理系蔡志申教授責任編輯

討論汽車運動時輪胎所受到摩擦力的方向,須要先確定此輪胎是否為驅動輪,以及是否正在作加速運動。1950年代以前的汽車絕大部分都採用後輪驅動(rear-wheel drive)方式,此後隨著前輪驅動(front-wheel drive)和四輪驅動(four-wheel drive)車的普及,後輪驅動車所佔的比重逐漸下降。目前,大部分的卡車,注重加速性的轎車或跑車仍採用後輪驅動方式,而大部分的轎車都採用前輪驅動方式,越野車則多採用四輪驅動方式。因大部分的汽車引擎置於汽車前段,採用前輪驅動可減少機械驅動過程,不但較為省油,且前輪之正向力較大,可提供較大的摩擦力。但一般的貨車仍採用後輪驅動,因為裝載貨物時後輪正向力較大,以後輪驅動可提供較大的摩擦力。

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