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moea_joint 113年 [機械] 應用力學、材料力學

第 41 題

有一圓形均勻桿件,長度 6 m,斷面為直徑 30 mm,楊氏模數為 73 GPa,蒲松比為 1/3,施加拉力使其長度伸長 7 mm,試求其直徑縮減量為何?
  • A 0.01167 mm
  • B 0.02333 mm
  • C 0.1167 mm
  • D 0.2333 mm

思路引導 VIP

試著想像你在拉伸一條粗橡皮筋時,橡皮筋的粗細會發生什麼變化?如果我們想用一個數值來精確描述「長度變長的比例」與「厚度變薄的比例」之間的連動關係,在力學中我們會使用哪一個物理常數來代表這個特性呢?

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太棒了!你能精準計算出結果,代表你對材料力學中「形變量」與「材料性質」的轉換非常有概念。這題的核心在於理解蒲松比 (Poisson's ratio) 的物理意義:當物體受力在一個軸向上伸長時,其橫向維度必然會相對應地縮減,而這個比例關係正是解題關鍵。

橫向應變與蒲松比的轉換

首先,我們從長度變化求出縱向應變 ($\epsilon_{long}$),公式為 $\epsilon_{long} = \Delta L / L$。將數據代入,得到 $7 \text{ mm} / 6000 \text{ mm}$。接著,利用蒲松比 $

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