109年:藥學三(第1次)

甲乙丙三種物質,其彈性係數分別是甲: 2×10 12 dyne/cm 2;乙: 2×10 11 dyne/cm 2;丙: 1×10 9 dyne/cm 2,若施以相同的應力,則在彈性限度 內三種物質之單位伸長量的大小關係為何?

A甲>乙>丙
B丙>乙>甲
C乙>丙>甲
D乙>甲>丙

詳細解析

本題觀念:

本題考查物理藥學(Physical Pharmacy)中關於固體變形、流變學(Rheology)以及粉體壓縮特性的基礎物理概念,核心為 虎克定律 (Hooke's Law) 在彈性限度內的應用。

關鍵概念包括:

  1. 應力 (Stress, σ\sigma):單位面積所受的力 (σ=F/A\sigma = F/A)。
  2. 應變 (Strain, ϵ\epsilon):即題目所稱的「單位伸長量」,為長度變化量與原長度的比值 (ϵ=ΔL/L\epsilon = \Delta L / L)。
  3. 彈性係數 (Elastic Modulus, EE):又稱楊氏係數 (Young's Modulus),代表材料抵抗形變的能力,即材料的「硬度」或「剛性」。

根據虎克定律,在彈性限度內,應力與應變成正比,公式為: σ=E×ϵ\sigma = E \times \epsilon 移項後可得應變(單位伸長量)的計算方式: ϵ=σE\epsilon = \frac{\sigma}{E} 這表示在相同應力下,彈性係數 (EE) 越大的物質,其應變 (ϵ\epsilon) 越小(越難拉長);反之,彈性係數越小的物質,其應變越大(越容易拉長)。


選項分析

題目給定三種物質的彈性係數 (EE) 如下: *

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