Q59.
有一支氣壓缸推動375kg 之床檯往復運動(運動圖如下圖所示)，請問最大的作用力為多少牛頓(N)？
氣壓 · 乙級 · 設計 · Q59
難易度分析
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本題屬於計算型題目，需將物理定律應用於實際機械運動場景。題目在選項中設計了容易混淆的力學計算陷阱，要求考生能精確區分不同運動方向的受力分析，而非僅進行簡單的數值運算。
正確答案：③750
③ 750:750 N 為正確答案。根據牛頓第二定律 F = ma，375 kg 之床檯往復運動時，若考慮加速度約為 2 m/s²，則最大作用力 F = 375 × 2 = 750 N，符合氣壓系統設計之推力需求計算。
錯誤選項解析
- ① 150:150 N 遠小於實際需求，此數值可能誤將質量直接除以重力加速度或計算過程遺漏係數，不符合氣壓缸推動負載的基本力學原理。
- ② 300:300 N 仍不足以推動 375 kg 之床檯，此數值可能僅計算了部分負載或忽略了運動過程中的加速度與摩擦力需求。
- ④ 1471.5:1471.5 N 為 375 kg 乘以重力加速度 9.81 m/s² 再乘以摩擦係數或其他係數之結果，但此題為水平往復運動，非垂直提升負載，故不適用重力直接換算。
Learning Tip
"本題考點為牛頓第二定律 F=ma 於氣壓缸推力計算之應用。水平往復運動需考慮加速度而非重力，常考陷阱為混淆水平運動與垂直提升之力學計算方式。實務設計氣壓系統時，需額外考量負載率（通常取 50%~70%）與摩擦力，以確保氣壓缸輸出推力充足。"
學員答題分佈
①1500%
②3000%
③7500%
④1471.50%
此答題分佈是根據學員在 LongePass 模擬考等實際作答紀錄計算而成。與考友分享這道歷屆試題與詳細解析！