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103年公務人員特種考試關務人員考試、103年公務
人員特種考試身心障礙人員考試及103年國軍
上校以上軍官轉任公務人員考試試題 代號：14330
考 試 別： 關務人員考試
等 別： 四等考試
類 科： 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。
（請接背面）
全一張
（
正面
）
一、兩直徑分別為
φ
60 mm 與
φ
50 mm 之圓桿件，以填角焊接合於 B、並固定於 A，如圖
(a)所示，若 F1及F2力之大小分別為 5,000 N 及20,000 N，F1平行於 z軸，F2作用
於桿件軸心且沿 x軸方向，則：
A截面上所承受扭矩大小為多少 N-m？（10 分）
若D位於桿件 z側外表，且圖(b)為其應力元素，試求 x
σ
、y
σ
及xy
τ
分別為多少？
（10 分）
D處之最大主應力為多少？（10 分）
註：參考公式 直徑 d之圓形截面桿件的面積慣性矩 64
4
1d
I
π
=（非軸向）、 32
4
2d
I
π
=（軸向）
二、受彈簧限制之滑塊，如圖所示，由 A處自由滑落，當滑塊穩定後停留在距 A有300 mm
之C處，若滑塊於 A處時，彈簧剛好是其自由長度，試求滑塊之質量 m大小應為何？
已知彈簧常數 k為10 N/mm，且可忽略滑塊之摩擦，重力加速度 g = 9.8 m/s2。（20 分）
A mB
k
忽略摩擦
400
300
C
單位：mm
5
F1
B
A
F2
φ
60
φ
50
250
D
x
z
200
200
y
C
E
圖
(
a
)
單位
：mm
120
σ
x
σ
y
τ
xy
圖
(b)
x
y
D
103年公務人員特種考試關務人員考試、103年公務
人員特種考試身心障礙人員考試及103年國軍
上校以上軍官轉任公務人員考試試題 代號：14330
考 試 別： 關務人員考試
等 別： 四等考試
類 科： 機械工程
科 目： 機械力學概要
全一張
（
背面
）
三、如圖所示，試求該不對稱 T形截面對平行 x - x軸且通過截面形心之軸的面積慣性
矩。（20 分）
註：參考公式 底邊寬 b，高度 h之矩形截面，其對通過形心且平行於底邊之軸的面積慣性矩
12
3
bh
I=
四、質量 m、長度l之桿件 OA以插銷支承於 O，如圖所示，由 A處自由落下，若支承
O處之摩擦阻抗可忽略不計，試求當桿件到達水平位置 B處，即 °
=
90
θ
時：
桿件 OA之角速度為多少 rad/s？（10 分）
桿件 OA之角加速度為多少 rad/s2？（10 分）
O處之支承力為何？（10 分）
註：參考公式 長l、質量 m之長形桿件的質量慣性矩 12
2
lm
J=（質心，非軸向）
x
y
G
O
m
θ
A
l
B
xx
10
30 10
10
50
單位
：mm