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Q118.

如下圖所示,有一單桿雙動氣壓缸在摩擦係數為0.2 的水平面移動50 kgf 的物體,移動的距離為200 mm,移動時間為1 秒,1 分鐘做15 次循環,工作壓力為6 kgf/cm2。若以20%與80%的移動時間做等加速度與等速度(如下圖所示),則等加速度為多少cm/sec 2?機電整合 乙級 氣壓、油壓系統、迴路設計 第 118 題 題目 圖片

機電整合 · 乙級 · 氣壓、油壓系統、迴路設計 · Q118

難易度分析

4 / 5

本題包含大量與計算結果無關的干擾參數,要求考生能精確區分核心運動學條件與冗餘資訊,並需將總位移拆解為不同階段的運動方程式進行綜合計算,且涉及單位換算的精準度,具有較高的分析與計算難度。

正確答案:④111.1

④ 111.1:根據速度-時間圖分析,加速階段位移 s₁ = (1/2) × a × (0.2)² = 0.02a,等速階段位移 s₂ = (a × 0.2) × 0.8 = 0.16a,總位移 s₁ + s₂ = 0.18a = 20 cm,解得等加速度 a = 20/0.18 = 111.1 cm/sec²。此為正確的運動學計算結果。

錯誤選項解析

  • ① 22.2:此數值可能源於將總位移除以錯誤的時間係數(如0.9而非0.18),或在等加速度運動公式中遺漏了時間平方項,導致計算結果偏小。在氣壓缸運動學分析中,加速度階段的位移必須使用 s = (1/2)at² 正確計算。
  • ② 23.5:此數值可能混淆了摩擦係數(μ = 0.2)與加速度時間比例(20%)的應用,或誤將工作壓力6 kgf/cm²納入加速度計算中。本題的等加速度僅由運動學位移-時間關係決定,與負載重量、摩擦係數及系統工作壓力無關。
  • ③ 78.4:此數值接近重力加速度9.8 m/s²乘以8的結果(78.4),可能誤用了重力相關公式或將單位換算錯誤(mm與cm混淆)。在水平面運動的氣壓缸系統中,加速度由速度-時間圖的面積(即位移)反推求得,不應引入重力加速度參數。
Learning Tip

"本題關鍵在於理解速度-時間圖的幾何意義:圖線下的面積等於總位移。許多考生誤將氣壓缸的負載、摩擦係數、工作壓力等參數代入計算,但本題僅為純運動學問題,加速度僅由位移與時間比例決定。務必注意單位統一(mm轉cm)及正確使用等加速度運動公式 s = (1/2)at²。"

學員答題分佈

①22.20%
②23.50%
③78.40%
④111.10%

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!

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