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 二 題
如圖 2 所示之架構，BD 為均勻桿件，質量 20 kg，一外力 P 向右 50 N 施於 D 點。請計算當繩索斷裂瞬間，連接桿 AB 及 CD 的力，以及桿件 BD 質心的加速度。（請忽略連接桿 AB 及 CD 的質量）（25 分）
📝 此題為申論題
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面對此題，首先辨識機構為「平行四連桿機構」，BD 桿必作純平移運動。在繩索斷裂瞬間，系統自靜止開始運動，法向向心加速度為零，桿件 BD 的加速度僅具切線分量（方向恆垂直於連接桿）。接著利用連接桿為無質量二力構件的特性，建立包含重力、外力 P 與兩桿張力的自由體圖，最後藉由牛頓運動定律（平移運動的力與力矩平衡）建立三段式方程式聯立求解。
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【解題關鍵】本題為平行四連桿機構之瞬態動力學分析，釋放瞬間角速度為零，系統僅具切線加速度；利用無質連接桿為二力構件之特性與牛頓第二運動定律，建立力矩與力平衡方程式求解。 【解答】 計算：
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