所屬科目:工程力學(含靜力學、動力學與材料力學)
1.有關力偶的敘述,下列何者錯誤? (A)力偶之形成是由大小相等方向相反作用在不同直線上的兩平行力 (B)力偶可由作用面移到與作用面平行的平面上 (C)一力偶是最簡單的力系,可由一單力平衡 (D)力偶屬於自由向量,可在同平面上任意移動
2.如【圖 2】所示,一人向東走 8 m 轉向北走 6 m,共花了 10 秒鐘,請問該人的速率是多少 m/sec? (A) 1.4 (B) 1 (C) 0.8 (D) 0.6
3.有一重為 100 N 的物體放置在摩擦係數為 0.1 的斜面上,如【圖 3】所示。請問物體下滑的加速度為多少 m/sec2?(假設 g = 10 m/sec2) (A) 5.2 (B) 6.8 (C) 7.4 (D) 8.6
4.如【圖 4】所示,一物體受外力 P 作用產生橫向位移δ為 0.06 mm,已知物體的剪力彈性係數 G = 100 GPa,請求出物體所受的剪應力大小?(A) 200 Mpa(B) 300 Mpa(C) 500 Mpa(D) 600 MPa
5.如【圖 5】所示之均質圓錐,請求出其重心之位置? (A) h/2 (B) h/3 (C) h/4 (D) h/5
6.如【圖 6】所示,有一投射體以 150 m/s 之初速射出,重力加速度為 9.8 m/s2,請求出投射體可投射 之水平距離R? (A) 1.29 km (B) 2.39 km (C) 2.99 km (D) 3.61 km
7.有一 A 車由北向南以 90 km/h 時速行駛,另一 B 車由南向北以 110 km/h 行駛,請求出 B 車相對於 A 車之速度? (A) 20 km/h,向北 (B) 20 km/h,向南 (C) 200 km/h,向北 (D) 200 km/h,向南
8.一單擺於垂直平面上產生小角度之自由擺動,其運動之過程最近似於: (A)簡諧(simple harmonic)運動 (B)等加、減速運動 (C)自由落體運動 (D)擺線運動(cycloidal motion)
9.下列何者不是計算功率 P 之相關公式或單位? (A) P=FV,F 為力量、V 為速度 (B) P=Tω,T 為扭矩、ω為角速度 (C)單位 kW (D)單位 BTU
10.有關「力」的敘述,下列何者錯誤? (A)作用於兩物體之間 (B)可以單獨存在 (C)具有方向 (D)可以改變物體的運動狀態或產生變形
11.欲求出一個同平面非平行非共點力系時,需要幾個獨立的方程式? (A) 1 (B) 2 (C) 3 (D) 4
12.如【圖 12】所示,A 處有一繩索懸吊,B、D 點為鉸支承,C 為滾支承,請問 C 點之反力為何? (A) 6 (B) 12 (C) 18 (D) 24
13.若利用=0、=0、=0 來求解平面非共點力系,下列敘述何者正確? (A) A、B 必須共點 (B) A、B 可以是任意兩點 (C) A、B 可以是 X 軸上不共點兩點 (D) A、B 可以是 Y 軸上不共點兩點
14.將一滑塊放置於水平的粗糙面上,用一水平力將滑塊推動,請問何種狀況下會產生最大的摩擦力? (A)靜止時 (B)將要移動瞬間 (C)等速運動時 (D)等加速度運動時
15.一重 500 N 的物體靜止置於水平面上,以一大小為 150 N 的水平力推之。若物體與平面的動摩擦係 數為 0.2、靜摩擦係數為 0.4,則摩擦力為多少? (A) 100 N (B) 150 N (C) 200 N (D) 300 N
16.有一台電扇以 600 rpm 之轉速旋轉,當關閉電源,葉片在 5 秒內均勻減速至完全停止,請問關閉電源後葉片總共轉了幾圈? (A) 100 (B) 75 (C) 50 (D) 25
17.有一材料受到雙軸向應力的作用,=150 MPa、=200 MPa,若材料的楊氏系數 E=50 GPa、浦松比 υ=0.2,則 y 軸的應變為多少? (A) 0.0022 (B) 0.0030 (C) 0.0034 (D) 0.0040
18.有一長度為 4 m 的簡支樑,樑上承受 100 N/m 的均布負載,請問樑中間的最大彎矩為多少 N-m? (A) 50 (B) 100 (C) 200 (D) 400
19.有一方形樑,其斷面寬 6 cm、高 10 cm,若作用於此斷面的力矩 M=20000 N-m,則中性軸下方 4 cm 處的彎曲應力為多少 MPa? (A) 120 (B) 160 (C) 200 (D) 240
20.有一長 3 m 的簡支樑,在距離右端 1 m 處受到一 3000 N 的集中負荷。若樑的斷面寬 3 cm、高 4 cm 的矩形,則最大剪應力為多少 MPa? (A) 0.625 (B) 1.25 (C) 2.5 (D) 3.75
21.一重量 100 N 的物體靜置於 30 度的斜面上,物體與斜面的摩擦係數 μ=0.15。若沿著斜面方向施加 外力 P 推之,當力量多大時,物體會靜止不動? (A) 30 N (B) 50 N (C) 70 N (D) 90 N
22.已知兩力作用於一點,一力沿著 x 軸大小為 50 N,另一力作用於第一象限與 x 軸的夾角 60 度大小為 100 N。則合力與 x 軸的夾角為多少? (A)(B)(C)(D)
23.如【圖 23】所示,請求出梯形形心至 x 軸的距離? (A) 4/3 (B) 3/2 (C) 5/3 (D) 2
24.將直徑為 1 mm 的鋼線彎曲成曲率半徑為 2 m 的曲線,鋼的彈性係數為 200 GPa,若彎曲後仍保持彈性,請求出彎曲時產生的彎曲應力為多少 MPa? (A) 40 (B) 50 (C) 100 (D) 200
25.一組共點共平面之平衡力系,如【圖 25】所示。若和三個力之大小相等,則α角之大小為何? (A) 30° (B) 45° (C) 60° (D) 90°
26.一長度為 L 之水平桿 AB,A 端固定於牆內,B 端以一鋼索吊掛一重物 G,鋼索之另一端固定於 C 點,C 點距桿端 A 之距離為h,如【圖 26】所示。若 G 之重量不變,則有關水平桿 AB 軸向力之敘述,下列何者正確? (A)水平桿 AB 之軸向力為張力 (B) h 越大則水平桿 AB 之軸向力越大 (C) L 越長則水平桿 AB 之軸向力越小 (D) L 不變,CB 鋼索越短則水平桿 AB 之軸向力越大
27.置於凹槽中的兩個圓柱體,重量分別為 6W 與 3W,半徑分別為 12 cm 與 8 cm,兩圓柱體之接觸點 為 D,如【圖 27】所示。假設所有接觸部分皆為光滑,不計摩擦,則在接觸點 A 之反力為多少? (A) 4 W (B) 5 W (C) 6 W (D) 9 W
28.如【圖 28】所示,有一長方形物體重 W,外力 F 作用在距離地面h=的高度位置,此位置剛好是物體要滑動而不傾倒的最大高度,請求出該物體與地面的摩擦係數μ? (A) 0.15 (B) 0.25 (C) 0.3 (D) 0.4
29.兄弟二人同遊主題樂園,乘坐以等速圓周運動方式旋轉的旋轉木馬,弟弟所坐的木馬距旋轉中心 3 m,哥哥所坐的木馬距旋轉中心 5 m,請問下列敘述何者正確? (A)哥哥的角速度是弟弟的倍 (B)哥哥的角速度是弟弟的倍 (C)哥哥的法線速度是弟弟的倍 (D)哥哥的法線速度是弟弟的倍
30.有關牛頓運動定律的敘述,下列何者錯誤? (A)牛頓第三運動定律又稱為反作用力定律 (B)當物體受力時,必沿作用力之方向產生一加速度,其大小與作用力成反比 (C)當物體不受外力作用或所受外力其合力為零時,則靜者恆靜,動者恆作等速直線運動 (D)當物體受外力作用時,必產生一與作用力大小相等,方向相反之反作用力
31.有一位同學從洗手台提了 5 公斤的水等速走了 10 公尺到達樓梯口,然後上樓到 3 公尺高的二樓教 室,請問該同學共作多少 N•m 的功? (A) 0 (B) 147 (C) 490 (D) 637
32.有一球重 0.5 kg 在一半徑為 R 的圓形軌道上,自 A 點開始下滑,最高可到達 B 點處,如【圖 32】所示,已知由 A 至 B 的過程中共損失能量 9.8 焦耳,求 B 點的高度? (A) 9 m (B) 8 m (C) 7 m (D) 6 m
33.已知一材料受力變形之應力與應變關係圖,如【圖 33】所示,圖中 OA 段為線性關係符合虎克定律。有關彈性係數( E )的敘述,下列何者正確? (A)彈性係數為 OA 線段的長度 (B)彈性係數為 OA 線段的斜率 (C)彈性係數為 OA 線段下的面積 (D)彈性係數為 A 點對應的應力值
34.利用一鋼索懸吊一重量為 500 公斤的物體,此鋼索之極限強度為 8000 N/mm2,若安全係數為 4, 請求出鋼索之截面面積應為若干 mm2?(假設 g = 10 m/s2) (A) 0.25 (B) 0.625 (C) 2.5 (D) 5.0
35.有一平面向量在直角座標軸上之x, y軸分量大小分別為300及-400,則其向量大小(magnitude)為多少? (A) -100 (B) 100 (C) 500 (D) 700
36.如【圖 36】所示之結構受力,請求出 1000 N 力量對 O 點之力矩:(sin45°=cos45°=0.707) (A) 2000 N-m (B) 4000 N-m (C) 4242 N-m (D) 4472 N-m
37.在鎖緊螺絲時,使用越大之扳手越省力,其主要原因為何? (A)相同之力矩下,越大之扳手力臂越長,施力可較小 (B)大扳手之剛性較強,較不易變形 (C)大扳手之強度較強,較不易變形 (D)大扳手之咬合面較大,較不易滑動
38.如【圖 38】所示之分佈力,請求出其合力之大小? (A) 5.4 kN (B) 6.075 kN (C) 6.75 kN (D) 12.15 kN
39.如【圖 39】所示之滑輪組,當 B 端以 6 m/s 之速度往下,請求出重物 A 之速度? (A) 1.2 m/s (B) 1.5 m/s (C) 3.0 m/s (D) 6.0 m/s
40.如上題,若重物 A 之重量為 200 N,滑輪摩擦不計,則重物 A 等速上升時,B 端之施力應為多少? (A) 200 N (B) 100 N (C) 50 N (D) 40 N
41.一高台跳水選手在進行花式動作時,可以不適用哪一力學定理? (A)線動量守恆(conservation of linear momentum) (B)角動量守恆(conservation of angular momentum) (C)牛頓第二運動定律(Newton’s second law) (D)能量守恆原理(conservation of energy)
42.電阻式應變規(strain gauge)常用於結構受力之應變量測,下列敘述何者錯誤? (A)在一平面上未知受力模式下,需要使用三個不同方向之應變規進行量測 (B)應變規除了可量測正向應變(normal strain)外,也可直接量測剪應變(shear strain) (C)應變規用於應變量測,一般皆須配合惠斯敦電橋(Wheatstone bridge)電路使用 (D)拉伸試棒只要使用軸向與側向兩個應變規,即可用於量測楊氏係數與波松比
43.有一等向性(isotropic)材料,其楊氏係數(Young’s modulus)為 E=200 GPa、波松比(Poisson’s ratio) 為v=0.3,則其材料之剪力模數(shear modulus)G 為多少? (A) 153.8 GPa (B) 142.9 GPa (C) 125.0 GPa (D) 76.9 GPa
44.已知 F1=50 N、F2=100 N,下列何者可能為此兩力的合力大小? (A) 30 N (B) 100 N (C) 170 N (D) 240 N
45.一重 150 N 的物體放置於水平夾角 30 度的斜面上,請問物體與斜面間的接觸力大小約為多少? (A) 75 N (B) 100 N (C) 130 N (D) 150 N
46.假設 A、B 兩點的質量為 5 kg、10 kg,座標位置為(4,5)、(1,8),則重心的 x 座標值為多少? (A) 2 (B) 4 (C) 5 (D) 7
47.在相同截面積的條件下,下列何種形狀對其形心軸的截面係數(section modulus)最小? (A)圓形 (B)正方形 (C) I 字形 (D)直立矩形
48.有一外徑為 10 mm、內徑為 6 mm 的金屬圓柱,承受 1570 kN 的壓力,則其所受之壓應力為多少? (A) 7.8125 MPa (B) 7.8125 GPa (C) 31.25 MPa (D) 31.25 GPa
49.材料會因為受力而產生變形,當外力在下列何範圍內時,外力與變形量會呈現線性關係? (A)比例極限 (B)彈性極限 (C)降伏極限 (D)破壞極限
50.材料受到單一軸向拉力時,最大剪力會發生在作用力與斷面成幾度的斜斷面上? (A) 0 (B) 30 (C) 45 (D) 60