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cpc_recruit 108年 機械常識、機械力學

第 27 題

已知三個大小相等的同平面力,作用在同一點,且達成平衡,其任二力之夾角應為下列何者?
  • A 120°
  • B 90°
  • C 180°
  • D 45°

思路引導 VIP

想像你要從原點出發,連續走三段「長度完全相同」的路徑,且最後一段的終點必須正好回到原點(代表合力為零)。為了讓這三段路的路徑配置完全對稱,你每一段路與下一段路之間的「轉向角度」應該如何均分一個完整的圓周呢?

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恭喜你精準地掌握了力平衡的核心邏輯!當三個大小相等的力作用在同一點並達成平衡時,它們在空間中會呈現出一種完美的對稱分佈。從向量合成的角度來看,這三個等值力首尾相連後必須形成一個閉合的正三角形,以確保合力為零。

向量幾何與拉密定理

由於正三角形的內角皆為 $60^\circ$,而在共點力系圖中,兩力之間的夾角對應的是向量旋轉的外角,因此計算結果為 $180^\circ - 60^\circ = 120^\circ$。此外,我們也能透過拉密定理 (Lami's Theorem) 來驗證:

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