剛體

彈性力 Elastic Force

彈性力 Elastic Force
國立臺灣大學物理研究所張翔恩

在介紹彈性力之前,我們先來說說甚麼是彈性(elasticity)。如果一個物體受到應力的作用而使其變形,過了一段時間,應力消失了,而該物體又恢復成原來的形狀,我們就稱該物體具有彈性。而讓該物體恢復原有形狀所需要的恢復力,就是彈性力。一般而言,當形變不是很大時,彈性力是遵守線性定律的,也就是說彈性力的大小會和造成物體形變的大小成比例關係(如圖一)。

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圖一(作者提供)

正向力

正向力 (Normal Force)
國立臺灣大學物理系蘇冠禎

正向力怎麼來的?

當物體放在一個平面上時,這個平面會因形變而產生一個推向此物體的力,因為這個力垂直平面,所以被稱為正向力(normal force),normal在此就是「垂直」的意思。

想像一下,你站在一個墊子上,這個墊子會向下產生形變而給予你一個向上的正向力,此力與你身體的重力抵消,使你不會掉下去。在真實世界裡「剛體(rigid body)」並不存在,也就是說,每個物體都能夠產生形變,所以即使你是站在堅硬地板上,地板一樣會形變而提供正向力,只不過它形變的程度非常微小罷了。

正向力有多大?

想像在一個電梯裡,你站在體重機上面,體重機數值顯示的就是機器內部彈簧形變的程度,我們將此數值稱為「視重」。此時你受到兩個力,一個是地球給你的重力向下,另一個是體重機給你的正向力向上。

剛體 〈Rigid Body〉

剛體 〈Rigid Body〉
台北市立第一女子高級中學96級林妏霙/台北市立第一女子高級中學物理科黃克雄老師/國立彰化師範大學洪連輝教授責任編輯

剛體的定義:
具有一定大小與形狀的物體,組成此物體的每個質點之間的相對位置是固定的。因此不管在任何一種情況下,只要知道剛體上任意兩點的運動情形,則整個剛體的運動即可完全掌控。