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國營聯招 土木應用力學、材料力學10746單選題

如右圖所示,桿件 AB 質量為 10 kg,左端 A 由重量極小之繩索所懸吊,右端 B 由徑度 k 之彈簧所支撐,當繩索斷裂瞬間,桿件 AB 之角加速度為何?

題目附圖
A4.91 rad/s²
B7.36 rad/s²正確答案
C12.26 rad/s²
D14.72 rad/s²
答案與詳解
B
正確答案
繩索斷裂瞬間彈簧力維持靜態值,需用質心運動方程聯立求解,桿件角加速度約 7.36 rad/s²。

為什麼答案是 B

靜態時對 B 取矩求繩力 T_A = mg/2 = 49.05 N,故彈簧力 F_k = mg − T_A = mg/2 = 49.05 N。斷裂瞬間彈簧變形量無法突變,F_k 維持 49.05 N。此時 A 端自由,不能對 A 取矩。對質心取矩:F_k×(L/2) = I_G×α = (mL²/12)×α;設 L = 4 m,49.05×2 = (10×16/12)×α = 13.33×α,得 α ≈ 7.36 rad/s²。正解。

考點:力矩方程不完整考點:對質心取矩考點:慣性矩公式誤用考點:邊界條件誤判
載入中…

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