104 學年度學科能力測驗自然考科 第 41 題

一些常見的繩索在拉力作用的情況下，與彈簧類似。當達成靜力平衡時，其伸長量x會隨著拉力的量值F而改變。若以L與A分別代表繩索未受拉力時的長度與橫截面積，並令繩索單位長度的伸長量x/L=S、單位面積所受的拉力F/A=T，則T對S的曲線大致如圖5所示。當T不超過線性上限T_1時，因L與A為定值，故拉力F與伸長量x成正比，即F=kx，式中k為力常數。當繩索受到拉力而未斷裂時，T的最大值稱為極限強度，以T_m表示。表3的力常數k是各類繩索在相同粗細與長度下測得的相對值，而k_0則為尼龍繩的力常數；至於T_m則僅與材質有關，而與繩索的粗細與長度無關；在表3中MPa代表10^6\,\text{牛頓}/\text{平方公尺}。試依據上述文字與相關圖表，回答第41-43題。