所屬科目:工程力學概要
(一)請計算樑右端之 y 方向彎曲位移δ(注意單位)。【15 分】
(二)若此位移量δ太大,恐影響跳水選手之出發點平衡感,在不改變跳水板尺寸之前提下,要如何縮減位移量δ?請自行舉例說明,並實際計算出縮小的位移量。【10 分】
(一)請推導彈簧常數 k。【5 分】
(二)懸臂樑右端若掛上點質量 m,成為自由振動(free vibration)問題,如【圖二】,在不計樑的質量條件下,請依照慣性力相等於彈簧反力,推導出(t)之二階時變微分方程式。【10 分】
(三)若上述微分方程式(t)之起始條件給定為:δ(0)= δ0,δ(0) = 0,請求解δ(t)。【10 分】
(一)依照柏以松比(Poisson ratio) ν的定義,”側向尺寸收縮百分比”除以”縱向尺寸伸長百分比”再乘上負號,請以ε與ν,表示出側向應變△w/w、△h/h。【10 分】
(二)拉伸後之總體積為 V0+△V=(L+△L)(w+△w)(h+△h),請以ε與ν,推導出△V/V0。【10 分】
(三)承第(二)題推導之式子,假設拉伸後體積增加,即△V/V0>0,請證明柏以松比的數值上限為 0.5。【5 分】
(一)請寫出 z 方向之力平衡式。【5 分】
(二)請寫出 x 方向之力矩平衡式。【5 分】
(三)請寫出 y 方向之力矩平衡式。【5 分】
(四)上述四個未知的反力,需要四個彼此獨立的條件,才能求解。請討論說明,在上述三條力平衡或力矩平衡的條件之外,如何找出第四個條件,以便順利解出四個反力,並請簡單描述四根腳柱與頂面板子的變形狀況。【10 分】