國營聯招 土木應用力學、材料力學111 年第 19 題單選題考點:積分係數錯誤考點:撓度公式混淆
一簡支梁長度為L,彎曲剛度為EI,梁中點承受一向下荷重P,試求梁之彎矩應變能為何?
A$\frac{P^{2}L^{3}}{24EI}$
B$\frac{P^{2}L^{3}}{48EI}$
C$\frac{P^{2}L^{3}}{96EI}$正確答案
D$\frac{P^{2}L^{3}}{192EI}$
C正確答案
簡支梁中點受集中力 P,應變能 U = 1/2 P δ,代入中點撓度公式 δ = PL³/48EI 即可秒得 U = P²L³/96EI。
逐選項解析
A$\frac{P^{2}L^{3}}{24EI}$積分係數錯誤✕ 錯誤
分母為 24EI,通常是積分計算彎矩應變能時,忘記除以應變能公式中的係數 2,或是彎矩方程式代入錯誤所導致的常見計算失誤結果,為典型干擾項。
B$\frac{P^{2}L^{3}}{48EI}$撓度公式混淆✕ 易錯陷阱
分母為 48EI,這其實是簡支梁中點承受集中力 P 時的「最大撓度 δ」公式分母。若忘記應變能 U = 1/2 P δ 的 1/2 係數,就會誤選此項,是考選部最愛設的陷阱。
C$\frac{P^{2}L^{3}}{96EI}$✓ 正確
D$\frac{P^{2}L^{3}}{192EI}$✕ 錯誤
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