所屬科目:工程力學(含靜力學、動力學與材料力學)
一、有一滑雪坡道,滑雪板與雪之間的靜摩擦係數 μs= 0.12,動摩擦係數μk= 0.09,滑雪者在此滑雪坡道滑行,為使滑雪者能保持等速度滑行,應設計此滑雪坡道的坡道角度(θ)為多少?(20 分)
(一)求路面在 P 點的垂直剖面之曲率半徑(R) 。
(二)使用第(一)小題找到的 R 值,求出當一名 60 公斤的駕駛員駕駛另外一輛重量 1000 公斤的車以 60 公里/小時之等速度通過 P 點時,汽車座椅對駕駛員施加的正向力。
三、一個底部直徑為 400 公釐(mm)、重量 60 公斤的花瓶,花瓶的重心位置(G)如圖所示。此花瓶放在一輛重量 200 公斤的手推車上,已知手推車與地面無摩擦力,花瓶與手推車之間的靜摩擦係數 μs= 0.8。如圖所示,當手推車受力而移動時,試問若花瓶不滑動亦不傾倒,最大可施加的力量(F)是多少?(20 分)
四、一根剛性樑(rigid beam)由支柱和支柱支撐, 支柱的直徑為 10公釐(mm) 、 支柱的直徑為 20 公釐(mm) ,而支柱和支柱的結構材料為聚酯樹脂(polyester resin)。聚酯樹脂的壓縮(compression)與拉伸(tension)之應力與應變圖(stress-strain diagram)如圖所示,請計算支柱和 支柱不發生破壞的前提下,可以施加在剛性樑上的最大負載受力(P)。(20 分)
(一)剪力圖。(10 分)
(二)彎矩圖。(10 分)