國營聯招 機械應用力學、材料力學100 年第 43 題單選題考點:三角函數混淆考點:力矩臂方向錯誤
如右圖所示之細桿,O點為鉸鏈,細桿重量為W,於B點承受一向右之水平作用力P。當其平衡時,θ與W和P之關係為何?
A$\cos\theta = W / P$
BSin $\theta = \mathrm{W} / \mathrm{P}$
C$\tan \theta = \mathrm{W} / (2\mathrm{P})$正確答案
D$\tan \theta = \mathrm{W} / \mathrm{P}$
C正確答案
細桿OB以O點為鉸鏈,重心在中點G,對O取力矩平衡,W作用於L/2處、P作用於B點,推導得 tanθ = W/(2P)。
逐選項解析
A$\cos\theta = W / P$三角函數混淆✕ 易錯陷阱
cosθ = W/P 忽略了重心在桿中點(L/2)的條件,且混淆了三角函數關係,不符合力矩平衡推導結果。
BSin $\theta = \mathrm{W} / \mathrm{P}$力矩臂方向錯誤✕ 易錯陷阱
sinθ = W/P 同樣未考慮重心位於中點造成的係數1/2,且力矩臂方向對應的三角函數應為tanθ而非sinθ。
C$\tan \theta = \mathrm{W} / (2\mathrm{P})$✓ 正確
D$\tan \theta = \mathrm{W} / \mathrm{P}$✕ 易錯陷阱
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