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經濟部所屬事業機構新進職工程力學95 年第 14 題單選題

如圖示,圓盤具有一徑向導槽,當滑塊 A 在某時刻以相對於槽的等速度 ẋ = 100mm/s 通過圓盤的中心點 O,而圓盤對中心點 O 旋轉:ω = 12rad/s,α = 15rad/s²,此時滑塊的加速度為?(m/s²)

題目圖片
A2.4i
B2.4j正確答案
C2.4i + 15k
D2.4j + 15k
E2.4i + 2.4j
答案與詳解
B
正確答案
滑塊過圓心時相對速度與角速度垂直,產生柯氏加速度 2ω×v_rel,方向沿切線(j),大小為 2.4 m/s²。

逐選項解析

A2.4i✕ 易錯陷阱
誤將柯氏加速度方向設為徑向(i)。實際上 ω(k)×v_rel(i) = j,故加速度應在切線方向而非徑向。此為向量外積方向判斷錯誤的典型陷阱。
B2.4j✓ 正確
C2.4i + 15k✕ 易錯陷阱
誤將角加速度 α=15 rad/s² 當作線加速度分量加入。α 單位為 rad/s²,不能直接與 m/s² 相加,且 r=0 時歐拉項 α×r 亦為零。此為量綱混淆陷阱。
D2.4j + 15k✕ 易錯陷阱
E2.4i + 2.4j✕ 錯誤

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