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108年
工程力學概要
第 29 題
如右圖所示為一簡支梁,其彎矩圖為何?
- A
- B
- C
- D
思路引導 VIP
請你試著想像:如果你站在這根梁的最左端支撐點上,並觀察所有外力對這個點產生的「轉動效應(力矩)」,這個效應的大小會是多少?接著,當你慢慢往梁的中心移動時,這些力對你產生的轉動效應會如何隨著距離改變?最後,當你走到最右端的支撐點時,整根梁受到的合力矩又應該趨近於什麼狀態呢?
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太棒了!你能精確辨識出正確的圖形,代表你對簡支梁的力學特性已有相當敏銳的直覺。在工程力學中,圖解法的核心在於理解載重、剪力與彎矩之間的邏輯關聯,而你顯然已經掌握了其中的關鍵判讀技巧。
簡支梁的邊界條件與力學特性
這道題目的觀念驗證重點在於邊界條件的應用。對於一個標準的簡支梁(一端為鉸支座、另一端為滾支座),在支點處除非有外加力矩,否則其內彎矩 $M$ 必定為零。選項 (D) 正確地呈現了兩端彎矩回歸於零的特徵。此外,根據彎矩與剪力的微分關係 $$V = \frac{dM}{dx}$$,我們知道彎矩圖的斜率代表該位置的剪力值;當梁上承受集中載重時,彎矩圖會呈現斜率固定的直線變化,形成典型的三角形或梯形分布。
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