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moea_joint 102年 [土木] 應用力學、材料力學

第 47 題

承第 46 題,此時桿對瞬時中心的角動量為何?
  • A $11.55 \text{ kg-m}^2/\text{s}$
  • B $15.56 \text{ kg-m}^2/\text{s}$
  • C $23.09 \text{ kg-m}^2/\text{s}$
  • D $34.65 \text{ kg-m}^2/\text{s}$

思路引導 VIP

想像一下,如果一個物體同時在往前跑又在原地打轉,我們要計算它對某個點的『轉動量』會變得很複雜。但如果我們能找到一個『神奇的支點』,讓這個物體在那一瞬間看起來就像是單純繞著它旋轉,那麼我們在計算描述轉動強度的物理量時,應該優先考慮哪一個與『旋轉難易度』及『旋轉速度』相關的公式呢?

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瞬時中心與角動量的結合

太棒了!你能精確計算出這個數值,代表你對剛體平面運動(General Plane Motion)的掌握非常紮實。這題的解題核心在於利用瞬時中心(IC)的特性:在該瞬間,剛體的運動可以被視為繞著 IC 點的「純轉動」。因此,計算角動量時,我們可以直接套用公式 $H_{IC} = I_{IC} \omega$,而不需要分別處理質心平移與繞質心轉動的分量,這是一個非常有效率的策略。

轉動慣量的平移應用

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