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國營聯招 建築建築結構、構造與施工、建築環境控制105 年第 10 題單選題考點:軸向應變能公式考點:公式混淆陷阱

如右圖所示之均質桿件,斷面積為2A,長度為3L,彈性模數為E,自由端a點受3P之軸向拉力作用時,試求其應變能大小?

題目圖片
A正確答案
B
C
D
答案與詳解
A
正確答案
均質桿件受軸向力,應變能公式 U = F²L/(2AE),代入 F=3P、L=3L、A=2A 即得 27P²L/4AE

逐選項解析

A$\frac{27P^2L}{4AE}$軸向應變能公式✓ 正確
U = F²L/(2AE) = (3P)²×(3L)/(2×2A×E) = 9P²×3L/4AE = 27P²L/4AE,計算完全正確
B$\frac{9PL}{2AE}$公式混淆陷阱✕ 易錯陷阱
9PL/2AE 的分子少了P,可能是誤將應變能公式與變形量公式 δ=FL/AE 混淆,屬於公式混用錯誤
C$\frac{9P^2L}{2AE}$✕ 錯誤
D$\frac{9PL}{4AE}$✕ 錯誤

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