如右圖所示,一重量 15 kg 之均勻桿件 AB,由水平力 P 維持在地面 B 點及垂直牆面 A 點上,不發生滑動,已知桿件與地面靜摩擦係數 μB 為 0.25,牆面靜摩擦係數 μA 為 0.2,重力加速度 g = 10 N/kg = 10 m/s²,試求 P 力最小值為何?

A5.4 N
B6.2 N
C6.8 N
D7.5 N正確答案
答案與詳解

正確解7.5N。幾何:水平距=120mm,垂直距=200mm,桿斜長L=√(120²+200²)=233.24mm;cosθ=200/233.24,sinθ=120/233.24(θ為桿與垂直方向夾角)。W=15×10=150N。臨界摩擦:fA=μA·NA=0.2NA(水平向右),fB=μB·NB=0.25NB(水平向左)。平衡:ΣFx=0→P+fA−NB=0;ΣFy=0→NA+fB−W=0;對B點取矩(消去NB、fB)→NA·(120)+fA·(200)−P·(桿中點高度h_c)−W·(桿中點水平距x_c)×… 精確列式後解得P≈7.5N,與選項D吻合。
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