第一節 力的例子
斜面拉箱模擬程式 單擺模擬程式

自然界中有各種不同的力,下面我們會討論各種不同種類的力,以及它們的性質和方向:


任何物體之間皆存在萬有引力,物體的重量 (weight),其實是地球作用在物體上的引力。


換言之,一個物體的重量就是它所受的重力。重量的符號是 \(W\),可用下方的公式計算:

\(W=mg\)

其中

  • \(m\) 是物體質量,單位為千克 (\(\text{kg}\))
  • \(g\) 是重力場強度,亦稱重力加速度,單位為 \(\text{N}\ \text{k}{{\text{g}}^{-1}}\) 或 \(\text{m}\ {{\text{s}}^{-2}}\)
  • 在地球表面,\(g ≈ 9.8 \text{ m}\ {{\text{s}}^{-2}}\)

你可打開下方內容,根據指示回答問題和操作模擬程式:

網球的重量其實是地球作用在網球上的引力

右方的模擬程式中,把物體放在磅上會顯示其重量,並可選擇在不同星球上進行量度。

量度重量

張力 (tension) 是一種可通過細長、並能拉伸的結構的力,如細繩、繩索,甚至在身體內的肌肉和肌腱產生。顯示一塊懸掛在牆上的木牌,張力會沿著拉緊的繩子作用在木牌上。由於有兩個力以相反方向作用繩的兩端,繩子上便產生張力。


張力源於分子間的電磁相互作用。

靠繩子懸掛在牆上的木牌,張力會沿著繩子作用在木牌上

右方的模擬程式中,男孩把繩子拉緊時,他會感受到被一股與施力方向相反的力拉回去。這股力,就是張力。程式中的標記可沿水平方向拖放,代表男孩施力的大小和方向。用鼠標在繩子上點擊可觀看作用於該點上的力。


你可打開下方內容,觀看其他繩子上張力的例子:

拖放男孩,觀看繩子上的張力

當一個物體接觸另一個物體,承托力 (normal force) 便會在兩個物體之間出現,如所示。

承托力又稱法向力、法向承托力、或法向反作用力。


你可開啟下方的內容進行活動,掌握承托力的概念。


承托力是一個向上並垂直於桌面的力。當桌面和物件靜止不動時,承托力的大小,是和物件的重量一樣的。

一件放在桌上的物體,會有一個垂直於桌面的承托力施於它

生活中,摩擦力 (frictional force) 無處不在。摩擦力總是阻礙或阻止物體運動。


沒有任何物體的表面在微觀下是完全光滑的。當一件物體與一個表面有接觸,及物體在表面上移動著或有移動的傾向,摩擦力便出現。



若我們用力推一個原本靜止在平地上的箱子,施力和摩擦力如何影響箱子的運動呢?你可打開下方內容,根據指示再回答問題後便一清二楚了。

物體在地面上滑動時,摩擦力的大小,也取決於地面及物體兩者之間的接觸面之性質:

按「播放動畫」演示施力的變化如何影響木箱的運動。施力與摩擦力箭號長度代表其量值
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