高考申論題
111年
[汽車工程] 汽車動力學(包括應用力學及機動學)
第 三 題
有一機構，其尺寸如圖 3 所示，扭矩 T12 = 90 N-m 施於機構，請畫出此機構在 θ = 90∘瞬間之位置圖（position plot），以及每個連桿的自由體圖（free-body diagram），並計算在這瞬間外力 P 的大小及方向，才能平衡整個系統。（25 分）
📝 此題為申論題
思路引導 VIP
面對此類機構靜力平衡問題，首先應進行「幾何位置分析」，解出指定角度（θ=90°）瞬間各關節的確切座標；接著，判斷系統中的「二力構件」（如連桿BC與EF），它們能大幅簡化未知力的方向；最後，繪製各構件的分離體圖（FBD），並運用靜力平衡方程式，由輸入端（力矩 T12）逐步推導至輸出端（滑塊 F）求出外力 P 的大小與方向。
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【解題關鍵】利用幾何拘束條件解出機構在 θ=90° 瞬間的位置座標，辨別出連桿 BC 與 EF 為二力構件，再藉由分離體圖（FBD）與靜力平衡方程式由曲柄逐一推導至滑塊以求得外力 P。 【解答】 一、 瞬時位置分析（Position Analysis）
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