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106年特種考試地方政府公務人員考試試題
代號：
44050
全一頁
等別
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四等考試
類科
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天文
科目
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普通物理學概要
考試時間
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1小時 30 分
座號：
※注意：
禁止使用電子計算器。
不必抄題，作答時請將試題題號及答案依照順序寫在試卷上，於本試題上作答者，不予計分。
本科目除專門名詞或數理公式外，應使用本國文字作答。
一、 用圖示法說明克卜勒發現行星繞著太陽轉時的等面積定律為何？（5分）
等面積定律等同什麼物理量的守恆定律？（5分）
證明這個物理量是守恆量，並說明守恆的關鍵原因。（10 分）
二、地球到太陽平均距離約為 500 光秒。（光速為每秒 30 萬公里）
如果太陽能量輻射到地球的功率約為每平方公里 1 GW，試估算太陽輻射能量的總
功率。（10 分）
假設太陽每秒釋放的能量全根據質能轉換公式 E=mc2，透過質能轉換而來，估算
太陽每秒釋放的能量，約為由多少質量的物質完全轉換成能量。（10 分）
太陽能是地球最主要的能量來源，從減少熵（entropy）的角度討論應該如何有效
使用太陽能。（5分）
三、比鄰星吸引太陽，太陽也吸引比鄰星。
這兩個萬有引力的量值和方向有什麼關係？這個關係反應的是什麼定律？（5分）
利用這個物理量的守恆推導出 的結果。（5分）
四、多數跑車都是後輪驅動車、流線型的設計（如下面的示意圖所示）：
由氣流的流動說明有沒有車尾擾流板，對高速前進的跑車所造成的影響。（5分）
利用能量守恆來推導所需要的公式，並用這個公式來解釋這個物理現象。（10 分）
五、企業號太空船將長 L、質量 m、電阻 R的金屬棒，以 u的初速度，水平向右「送進」
太空站卸貨區。如下圖所示灰色區塊的金屬棒貼著導體軌道順著 x方向滑進卸貨區。
設導體軌道電阻為零、卸貨區的磁場為 B，方向為進入紙面。假設在卸貨區金屬棒的
溫度消逝非常快速，而且電阻和溫度的變化無關。
進入磁場區域時，金屬棒會發生什麼事？（5分）
卸貨電腦顯示金屬棒進入卸貨區後 x方向的速度 v＝u exp[-αt]，由物理量的因次和
初始條件猜測α=α（L,m,R,B）正比於什麼物理量？需說明猜測的因果關係。（15 分）
金屬棒的動能消逝功率為何？消逝的動能會變成什麼？（10 分）
初速 u
B