所屬科目:工程力學(含靜力學、動力學與材料力學)
一、如圖一所示之三維桁架(space truss)在 A 點受一外力P ={200i + 600j}N作用,其中 i、j 分別為 x、y 軸方向的單位向量。B、C、D 點的支承皆為短桿(short link),該短 桿僅能承受其軸方向的力。試求在 B、C、D 點的支承反作用力及桿件 AC、BC、DC 的內力。(20 分) 圖一
二、如圖二所示,一質量為 3m 之三角形滑塊 B 置於一水平面上,其斜面上有一質量為 m 之方形滑塊 A,滑塊 A 以一繩索 CD 繫在 D 點。假設所有接觸面間無摩擦,重力加 速度 g 的方向為垂直向下,試求使滑塊 A、B 在圖示的位置保持平衡所需之外力 F 及 水平面給滑塊 B 的反作用力。若將繩索 CD 剪斷,同時移除外力 F,試求滑塊 A、B 在 X 及 Y 方向的絕對加速度。(20 分)
三、一半徑為R、質量為 m 的均勻實心圓柱,置於一水平面上。重力的方向為垂直向下, g表示重力加速度。已知該圓柱受如圖三所示之力矩 T 作用時的運動為純滾動,試求 該圓柱與水平面間的靜摩擦係數μs 最小應為多少?(20 分)
四、如圖四所示,一兩端為固定端之均勻實心圓桿 AC,其 B 點緊固接合一剛性圓盤,已 知該圓桿 AC 的直徑 d = 0.02 m ,最大容許剪應變(allowable shear strain) ,最大容許正應變(allowable normal strain)。試求 B 點的 剛性圓盤所能承受外在施加之最大扭轉角φ B為多少?(20 分)
五、如圖五所示之梁的 A、C 兩端為固定端,B 點為滾支承(roller support),B 點受力矩M 作用。該梁 AB 段的長度為L、撓曲剛度為2EI,BC 段的長度為0.8L、撓曲剛度為EI 。 試求 B 點的轉角及 A、B、C 點的反力及反力矩。(20 分)