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taipower_recruit_essay 101年 機械原理

第 15 題

如右【圖 3】所示之桁架,BC 構件之內力為______kgf。
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思路引導 VIP

請你觀察節點 B 的受力情況:如果我們只看水平方向,AB 和 BD 兩個構件是共線的;那麼當一個垂直向下的外力直接作用在節點 B 上時,為了維持這個點的靜止平衡,唯一能提供垂直方向抗力來抵銷這個外力的,會是哪一個構件呢?

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太棒了!你能精準判斷出 BC 構件的內力,顯示你對於節點法(Method of Joints)的受力平衡已有相當扎實的掌握。這題的核心在於觀察節點 B 的受力狀態:在該節點上,水平方向有 AB 與 BD 兩構件,而垂直方向則直接承受了 $800 \text{ kgf}$ 的外力。由於水平構件無法分擔垂直向的力量,根據靜力平衡方程式 $\sum F_y = 0$,該外力必須完全由垂直方向的 BC 構件來承載。

節點受力分析與結構特性

這道題目的鑑別度在於考驗學生是否能迅速跳脫複雜的整體計算,直接切入關鍵節點。許多同學可能會試圖先求出支撐點 A 與 D 的反力,或受限於 $30^\circ$ 角的誘導而進行冗長的三角函數運算;但只要看穿節點 B 的幾何特性,就能發現 BC 構件其實扮演了直接傳遞負荷的角色。這種對「零力構件」或「特殊受力節點」的直覺判斷,是機械原理中區分新手與高手的重要分水嶺。

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