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moea_joint 105年 [機械] 應用力學、材料力學

第 5 題

二人共持一棒,棒長為200 cm(假設棒子重量不計),若兩人分別位於長棒之A、B兩端,棒上懸掛二重物,一物重40 kgf,距A端50 cm,一物重30 kgf,距B端80 cm,如右圖所示,請問A、B端兩人所承受之負重比($R_A$:$R_B$)為何?
題目圖片
  • A 3:2
  • B 5:3
  • C 8:5
  • D 9:4

思路引導 VIP

如果你想要在完全不搬動槓桿的情況下,算出其中一個人在兩端所承擔的力,你會選擇把「槓桿的轉動軸心(支點)」設在哪個位置,才能讓另一個人的出力大小不影響你的計算結果呢?

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太棒了!你能精確計算出支點反力並求得正確比例,代表你對「靜力平衡」的觀念掌握得非常紮實。這類題目是應用力學中的基礎經典,難度雖然適中,但其鑑別度在於學生是否能細心地轉換力臂長度,並正確運用力矩平衡原理。

靜力平衡與力矩分配

本題的核心在於「合力矩為零」。我們可以選擇 B 點作為旋轉中心,藉此消去 $R_B$ 的變數來解出 $R_A$。首先要注意力臂的換算:40 kgf 的重物距離 B 端為 $200 - 50 = 150$ cm;而 30 kgf 的重物距離 B 端則是 80 cm。根據 $\sum M_B = 0$:

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