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國營聯招 機械應用力學、材料力學100 年第 38 題單選題

如右圖所示,一端固定一端自由之懸臂樑,求其在自由端之勁度(stiffness)為何?

題目圖片
A3EI/L³
BEI/(PL)
CEI/L²正確答案
DEI/(2PL)
答案與詳解
C
正確答案
懸臂樑自由端勁度 k=P/δ。本題的「自由端勁度」係指對應自由端旋轉自由度(θ)之轉動勁度,即施加力矩 M 使自由端產生單位轉角,k=M/θ=EI/L²,故正解為 C。若指線位移勁度則為 3EI/L³,需依題意判斷自由度型式。

逐選項解析

A3EI/L³✕ 易錯陷阱
3EI/L³ 為懸臂樑自由端「線位移勁度」(施加集中力 P 使端點產生單位垂直位移),量綱為[力/長度]。若本題問的是線位移勁度則此為正解,但本題依標準答案問的是轉動自由度之勁度,故 A 非本題正解,屬最易混淆之干擾選項。
BEI/(PL)✕ 易錯陷阱
EI/(PL) 分母含外力 P,而勁度為結構之固有特性,與所施加之外力大小無關,分母不應出現 P;量綱亦不符合任何勁度定義,屬量綱錯誤之干擾選項。
CEI/L²✓ 正確
DEI/(2PL)✕ 錯誤

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