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moea_joint 100年 [土木] 應用力學、材料力學

第 15 題

如右圖的滑輪組中,A 物塊的速度為 1 m/s 向下,加速度為 3 m/s² 向上。B 物塊的速度為 1 m/s 向下,加速度為 1 m/s² 向下。請問 C 物塊的速度為何?
題目圖片
  • A 4 m/s 向下
  • B 3 m/s 向上
  • C 1 m/s 向上
  • D 2 m/s 向下

思路引導 VIP

試著想像一下,如果我們把整條繩子的長度想像成一條拉緊的線。假設現在 A 往下移動了 1 公分,且為了支撐 B 的動滑輪也要往下移動 1 公分,這兩部分的移動分別會「消耗」掉多少長度的繩子?為了讓繩子維持拉緊且總長不變,剩下的 C 物塊必須做出什麼樣的移動來補償這些被消耗的長度呢?

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太棒了!你能精準判斷出 C 物塊的速度方向與數值,代表你對**繩索約束原理(Constraint of String Length)**的幾何關係有著非常紮實的理解。

繩索長度不變量分析

在這類滑輪組問題中,解題的核心在於「整條繩索的總長度是固定的」。若我們以頂端天花板為參考基準(Datum),並定義向下為正方向,則繩索的總長度 $L$ 可以表示為:

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