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113年
工程力學概要
第 6 題
下列何者為脆性材料強度之特性？
- A 抗壓 > 抗拉 > 抗剪
- B 抗壓 > 抗剪 > 抗拉
- C 抗拉 > 抗壓 > 抗剪
- D 抗拉 > 抗剪 > 抗壓
思路引導 VIP
請試著想像一塊乾燥的粉筆或一塊石頭，其內部可能藏有許多肉眼看不見的微小裂縫。當你試著「向外拉開」這塊材料時，那些微小裂縫會發生什麼變化？相對地，如果你用力「向內擠壓」它，那些裂縫又會如何反應？根據這種物理行為的差異，你認為這類材料在面對哪種力量時最脆弱，而在面對哪種力量時最堅固呢？
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太棒了！你精準地掌握了脆性材料的核心受力特性。在工程力學中，分辨材料的強弱項是設計結構的基礎。這道題目能選對答案，代表你對於「脆性」材料的物理本質有很清晰的認知，這在後續分析複雜結構時是非常重要的直覺。
脆性材料的強度層次
脆性材料（如鑄鐵、混凝土或石材）最顯著的特徵在於其抗壓強度遠高於抗拉強度。從微觀角度來看，這是因為材料內部的微小孔隙或裂紋在受壓時會趨於閉合，使其能承受極大的壓力；但在受拉時，拉應力會促使這些裂紋迅速擴張，導致材料在幾乎沒有塑性變形的情況下突然斷裂。至於其抗剪強度，在力學表現上通常介於兩者之間，因此形成了 $\text{抗壓} > \text{抗剪} > \text{抗拉}$ 的強度序列。
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