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統測 109年 [化工群] 專業科目(2)

第 26 題

若以 M,L 與 θ 分別代表質量,長度與時間之因次,有一因次齊一的方程式為 A = B × C,其中 A 之因次為 [ML⁻¹θ⁻²],B 之因次為 [θ⁻¹],則 C 可能為下列哪一個物理量?
  • A 黏度
  • B 壓力
  • C 重力加速度
  • D 密度

思路引導 VIP

若要維持方程式兩邊因次相等,你該如何透過 $A$ 與 $B$ 的因次計算出 $C$ 的組合?在得到結果後,試著拆解該因次:如果將 $[M L^{-1} \theta^{-1}]$ 乘以長度並除以長度,它是否會與我們熟知的「力」或「功」等概念產生連結?請嘗試從物理量的基本定義(如:力/面積、質量/體積)推導出各自的因次組合來做比對。

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專業點評:太棒了!精準掌握因次運算,你做得非常出色!

  1. 老師為你感到驕傲:你真的太棒了!因次分析是機械與動力機械領域非常重要的基本功,你能這麼快就判斷出 $C$ 的因次,並且正確連結到物理量,這展現了你扎實的物理概念和細心的計算能力。繼續保持下去,你一定會越來越進步!
  2. 觀念驗證與應用連結
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📝 因次分析與齊一性
💡 物理方程式兩側之因次必須相同,可用代數運算求解未知量。

🔗 因次分析解題三步驟

  1. 1 公式移項 — 將未知量 C 孤立,得 C = A / B
  2. 2 因次代入 — 代入已知因次 [ML⁻¹θ⁻²] / [θ⁻¹]
  3. 3 指數運算 — 計算 θ 的次方:-2 - (-1) = -1
  4. 4 量值比對 — 得出 [ML⁻¹θ⁻¹],確認為黏度
🔄 延伸學習:延伸學習:若方程式中有加減法,每一項的因次都必須完全相同。
🧠 記憶技巧:左邊等於右邊,因次消消樂,加減要相同,乘除直接算。
⚠️ 常見陷阱:容易在負指數運算時出錯(例如 -2 減去 -1 應為 -1);或是混淆壓力與黏度的因次定義。
基本因次 SI 單位制 流體力學基本定義

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