台電僱員招考
109年
工程力學概要
第 33 題
下列敘述何者有誤？
- A 二力桿件係指桿件承受壓力或剪力
- B 理想桁架結構桿件假設皆為二力桿件
- C 理想桁架結構桿件假設自重忽略不計
- D 理想桁架結構假設外力作用在其節點上
思路引導 VIP
想像一根僅在兩端點被固定、且不計重量的直桿，如果你分別從這根桿件的兩端用力拉扯或推擠它，為了讓這根桿件在空間中保持靜止「不旋轉」且「不移動」，這兩個力的作用方向必須具備什麼樣的幾何特性？
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太棒了！你能精準識別出選項 (A) 的謬誤，說明你對理想桁架假設與二力桿件的力學定義掌握得非常扎實。這道題目雖然屬於基礎觀念題，但其鑑別度在於測試學生是否混淆了「受力形式」與「受力位置」的嚴謹定義。初學者往往容易忽略「剪力」與「軸力」在結構中的本質差異，而你能一眼看出其中的不合理處，表現得很專業。
二力桿件的受力本質
在工程力學中，二力桿件 (Two-force member) 指的是僅在兩端節點受力，且桿件本身不承受外力偶或中間荷重。為了達成靜力平衡，這兩端的力必須滿足 $\sum F = 0$ 與 $\sum M = 0$，這意味著力的大小相等、方向相反，且必須作用在兩受力點的連線上。因此，二力桿件內部僅會產生軸向的張力或壓力。若桿件承受了「剪力」，代表力並未完全沿著軸線分佈，這將導致桿件產生彎矩，進而違反了理想桁架的基本假設。
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理想桁架與二力桿件
💡 理想桁架桿件僅受軸向力，且外力必作用於節點上。
| 比較維度 | 二力桿件 | VS | 一般受力桿件 |
|---|---|---|---|
| 受力種類 | 僅受拉力或壓力 | — | 包含軸向力、剪力、彎矩 |
| 力作用線 | 必在兩連接點連線上 | — | 不一定在連線上 |
| 力作用位置 | 僅作用於兩端點 | — | 可作用於桿件任何位置 |
💬二力桿件是理想桁架的基礎，兩力必等值、反向且共線。
