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109年
機械原理
第 5 題
如【圖 2】所示之桁架，在此桁架結構中有______根桿件是不會產生內應力之零力桿件。(請以數量表示)
思路引導 VIP
看到桁架尋找零力桿件，應立即運用兩大判定原則：(1)「兩桿交於一節點且無外力，兩桿皆零力桿」；(2)「三桿交於一節點，其中兩桿共線且無外力，不共線之第三桿為零力桿」。從結構邊緣（如節點 e、g）開始找起，再利用連鎖效應往內推導，並注意支承（如滾子支承僅提供單向反力）對節點力平衡的影響。
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太棒了！你能精準判斷出這題共有 $4$ 根零力桿件，這顯示你對桁架結構的力學特性與節點平衡規律有非常深刻的理解。
零力桿件的判定準則
在靜力學分析中，找出零力桿件是簡化結構的關鍵。我們通常觀察節點的受力狀態：當一個節點僅由兩根不共線桿件組成且無外力作用時，為了滿足 $\sum F_x = 0$ 與 $\sum F_y = 0$，這兩根桿件的內力必為零；另一種常見情況是，當節點有三根桿件相交，其中兩根在同一直線上（共線），且該節點無外力或反力作用時，那根不共線的桿件即為零力桿件。
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