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應用力學、材料力學103 年第 30 題單選題考點:相對速度方向角考點:分量順序混淆

當汽車A以36 km/h等速向東通過十字路口時,汽車B在距十字路口北方35 m處自靜止以1.2 m/s²的加速度向南行駛,當汽車A通過十字路口5秒後,汽車B相對於汽車A的速度方向為何?

A朝 $211^{\circ}$ 角方向正確答案
B朝 $239^{\circ}$ 角方向
C朝301°角方向
D朝 $329^{\circ}$ 角方向
答案與詳解
A
正確答案
相對速度v_B/A = v_B - v_A,分別求5秒後各速度分量,用反正切求角度,以正東為0°逆時針為正方向計算方位角。

逐選項解析

A朝 $211^{\circ}$ 角方向相對速度方向角✓ 正確
v_B/A = v_B - v_A = (0-10, -6-0) = (-10, -6) m/s。以正東為0°逆時針量,向量(-10,-6)在第三象限,參考角=arctan(6/10)=arctan(0.6)≈30.96°≈31°,故方位角=180°+31°=211°。
B朝 $239^{\circ}$ 角方向分量順序混淆✕ 易錯陷阱
239°對應arctan≈59°,若誤將x、y分量對調(arctan(10/6))會得此值,屬分量混淆常見錯誤。
C朝301°角方向✕ 錯誤
D朝 $329^{\circ}$ 角方向✕ 錯誤

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