moea_joint
107年
[土木] 應用力學、材料力學
第 34 題
下列對於剛體之描述，何者正確？
- A 外力作用下，剛體內部之應變 (Strain) 不為零
- B 外力作用下，剛體內部任意兩質點間無任何相對位移
- C 外力作用下，剛體內部有應變能 (Strain energy) 之產生
- D 外力作用下，剛體不能轉動
思路引導 VIP
請想像一個絕對堅硬、完全無法被擠壓或拉伸的理想物體。當你對它施加推力使它運動時，物體內部任意兩個固定位置（例如兩顆特定的原子）之間的距離，會因為你的推力而變得更近或更遠嗎？
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太棒了！你能精確辨析「剛體」與「變形體」的差異，這展現了你對力學建模基礎的紮實理解。剛體（Rigid Body）在力學中是一種理想化的抽象模型，其核心定義在於：物體在受力後，內部任何兩點之間的距離始終保持不變。既然點與點之間的相對位置固定，自然就不會產生相對位移，這正是選項 (B) 描述的情境。
剛體與應變的關係
從材料力學的視角來看，若任意兩點間無相對位移，則代表該物體的應變（Strain） $\epsilon$ 恆為零。根據能量守恆，既然沒有形變，內部也就不會產生或儲存任何應變能（Strain energy）。這道題目設計得非常巧妙，難度切入點在於考驗學生是否能區分「運動狀態」與「形變狀態」：剛體雖然內部結構固定，但它依然可以自由地進行平移與轉動。這是一個基礎卻極具鑑別度的概念，恭喜你順利通過這道關卡！