加載中. ..
PDF
1
10
年公務人員特種考試警察人員、一般警察人員、
國家安全局國家安全情報人員考試及110年特種考試
交通事業鐵路人員、退除役軍人轉任公務人員考試試題
考試別
：
鐵路人員考試
等 別
：
員級考試
類科組別
：
機械工程
科 目
：
機械力學概要
考試時間
：
1
小時
30
分
座號
：
※注意：可以使用電子計算器。
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。
代號：
80430
頁次：
3
－
1
註：1.答題時必須寫清楚解題之各過程（含圖）步驟，只有答案而過程不
清楚者，不予計分。
2.解題時如需材料性質，請一律用結構用鋼；未註明單位之長度，
一律為 mm。
3.結構用鋼性質：
⑴抗拉強度 400 MPa、降伏強度 250 MPa、比重 7.8
⑵楊氏係數（彈性模數）E= 210,000 MPa、Poisson 比= 0.3
一、如圖⑴所示，寬 a、高 b之均質物體 m置於水平面上，且於高度 h處施
加水平推力 F而產生滑動，若物體與 AB 面間之摩擦係數為
0.2
k
，則
若物體 m需要維持在 AB 面滑動、不致傾倒，試分析該推力 F之高度
h最高應維持在若干以下？（10 分）
當m為10 kg、
/ 1/3
a b
且
/2
h b
時，若以 30 N 之推力由靜止推動該
物體，試問 2 s 後該物體滑動之速度為何？（10 分）
圖⑴
代號：
80430
頁次：
3
－
2
二、列車含動力車 A重50 公噸及車廂 B、C重各 20 公噸以車速 90 km/h 行
駛，當瞬間完全切斷動力、並施加煞車於 A車減速，列車行至 D處完全
停止，參考圖⑵，若煞車完全煞死時，車輪與軌道間之滑動摩擦係數為
常數
0.3
k
，試回答下列問題：
列車停止所需距離 d至少需要多少？（10 分）
B、C車廂間之作用力為何？（10 分）
煞車作用 1.5 s 後，則該列車仍保有多少之動能？煞車平均可消耗功率
為何？（10 分）
圖⑵
三、質量 0.5 kg 之物體 m由A處沿軌道 ABC 從靜止自由落下，軌道與物體
間之摩擦係數為
0.2
k
，如圖⑶所示，則物體 m
到達 B處時，其速度為何？（10 分）
若物體停止於 C處，則距坐標 y軸之距離 d為多少 mm？（10 分）
圖⑶
代號：
80430
頁次：
3
－
3
四、直徑 20 mm 之L形圓截面結構用鋼棒 ABC 焊接固定於 D，如圖⑷所
示，當 A處承受
ˆ
ˆ
ˆ
200 300 400
A
F i j k
N之集中外力，若需要評估 B截
面處之應力，則
試畫出 B截面處之自由體圖，並將截面上內力與力矩之方向、大小及
坐標標示於自由體圖上（參考圖 4a）。（5分）
表面 BZ處之應力值為多少？繪出應力元素並標示所計算之應力值
（參考圖 4b）。（15 分）
依最大剪應力破壞理論，BZ處之安全因素（safetyfactor）為多少？（10 分）
但答題時必須依照圖⑷之坐標系統。
圖⑷
FA
B
Z
20
D
X
Z
Y
C
1
00
B
Y
O
A
圖
(4b)
圖
(4
a
)
x
y
xy
X
Y
BZ