高考申論題
108年
[農業機械] 應用力學
第 四 題
如圖四所示，均勻桿件 AB 和 BC 的質量分別為 2.4 kg 和 4 kg，而在 C 的小輪的質量是可以忽略的。如圖四所示的位置，小輪 C 的速度是 2 m/s 向右，決定當桿件 AB 旋轉 90°之後銷（Pin）B 的速度。（25 分）
📝 此題為申論題
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本題考查剛體連桿機構的運動學與能量守恆。解題關鍵在於：先利用運動學（速度投影原理或瞬心法）找出初始與最終狀態下各桿件的角速度與質心速度；接著，因系統中無非保守力作功，適用機械能守恆定律（T1 + V1 = T2 + V2），代入首末狀態的動能與位能即可解出未知速度。
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【解題思路】利用剛體運動學（速度投影原理與瞬心法）分析首末狀態的運動關係，並搭配機械能守恆定律求解。 【詳解】 設系統初始位置為狀態 1，桿件 AB 順時針旋轉 90° 後的水平位置為狀態 2。定義銷 A 與輪 C 所在的水平面為位能零基準面 ($V=0$)，並取重力加速度 $g = 9.81 \text{ m/s}^2$。
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