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國營聯招 土木應用力學、材料力學100 年第 43 題單選題考點:力矩平衡錯誤

如右圖所示之細桿,O點為鉸鍊,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?

題目圖片
A$\cos\theta = W / P$
BSin $\theta = \mathrm{W} / \mathrm{P}$
C$\tan \theta = \mathrm{W} / (2\mathrm{P})$正確答案
D$\tan \theta = \mathrm{W} / \mathrm{P}$
答案與詳解
C
正確答案
細桿以O點鉸鍊為支點,重W作用於重心(L/2處),水平力P作用於B端,對O取矩平衡可得 tanθ = W/(2P)。

逐選項解析

A$\cos\theta = W / P$力矩平衡錯誤✕ 錯誤
cosθ = W/P 沒有正確描述力矩關係,混淆了三角函數與力矩臂的對應,不正確。
BSin $\theta = \mathrm{W} / \mathrm{P}$力矩平衡錯誤✕ 錯誤
sinθ = W/P 同樣未正確反映力臂比例與重心位置(L/2),不符合力矩平衡結果。
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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