第1題
如下圖所示，一截面積 2 m A 之水桶側壁上、水深 6.5 m h 處有一直 徑 0.025 m d 、垂直部分長度 1.8 m h 之噴嘴，使水從其出口（圖中O 處）流出。假設黏性及暫態效應可以忽略，並令水之密度 1000 kg/m 、 重力加速度 9.8 m/s g ，試求： 噴嘴中水流之質量流率（mass flow rate）；（10 分） 從噴嘴流出水柱之頂點與桶內水面之高度差。（10 分）
民國114年 地方三等 機械工程 流體力學與工程力學考古題
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官方資料
題目與答案
第2題
在一直徑 0.4 m d 之水平圓管中，水以截面平均速度 10 cm/s V 流動。 假設此管之內壁光滑，故粗糙度（equivalent roughness） ，試求每單 位管長之壓力降（pressure drop per unit pipe length）。設水之密度 1000 kg/m 、運動黏滯係數 1.12 10 m /s - 。提示：管流摩擦因子 （friction factor）f 可利用下式計算： 1.11 / 6.9 1.8log 3.7 Re d f ， 式中Re 為雷諾數（Reynolds number）。（15 分）
第3題
如圖所示一惰輪之截面，其中材質橡膠密度 1250 kg/m 、鋁密度 2770 kg/m 、青銅密度 8580 kg/m ，求此惰輪對轉動軸之質量慣性矩及迴 轉半徑（radius of gyration）。（15 分）
第4題
如圖所示之小朋友體重40 kg、重心位於G 點，若其來回擺盪之最大角 度 、過程中無能量損失，試求其擺盪至 之最低點時，其速 度大小及桿件AB 所受之反力（假設AB、AC 兩側都各僅有一支桿件）。 另外，若桿件為兩端銷接、外徑50 mm、壁厚為3 mm之鐵材（楊氏係數 210 GPa ），試檢查桿件是否會產生挫曲（buckling）。（30 分）
第5題
如圖所示之油壓缸（cylinder）受活塞（piston）之推動而產生壓力p，假 設其可被視為薄壁壓力容器且壁面摩擦係數可不計，而活塞之直徑為 48 mm、施加之外力F 為16 kN。當使用之缸壁材料之容許剪應力 allow 為42 MPa ，且缸壁在軸向可自由變形，試求缸壁材料所需之最薄厚度 min t 。（20 分） 6 8 12 28 單位：mm 鋁 橡膠 青銅 3 m G A B C 30o 30o