Latihan peperiksaan FE Awam: pek ulang kaji kilat

Lembaran formula, langkah kaedah utama untuk setiap topik dan 30 soalan latihan, dengan penyelesaian penuh di bahagian belakang.

Soalan baharuKembali ke kursus

Dalam tetingkap cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan pada peranti anda.

1Formula dan kaedah

Tindak balas penyokong rasuk

Keseimbangan
ΣFx = 0, ΣFy = 0, ΣM = 0
Beban seragam
paduan w·L di tengah beban
Momen
M = F·d

Kaedah

  1. Lukis gambar rajah jasad bebas dan gantikan setiap penyokong dengan tindak balasnya.
  2. Gantikan setiap beban teragih dengan satu daya pada sentroidnya.
  3. Ambil momen pada satu penyokong untuk mencari tindak balas pada penyokong yang lain.
  4. Gunakan ΣFy = 0 untuk mencari tindak balas yang tinggal, dan semak dengan persamaan momen kedua.

Kekuda: kaedah sambungan

Kaedah sambungan
ΣFx = 0, ΣFy = 0 at each joint
Kaedah keratan
ΣM = 0 about a cut point
Daya anggota
positif = tegangan, negatif = mampatan

Kaedah

  1. Cari tindak balas penyokong bagi keseluruhan kekuda.
  2. Kaedah sambungan: mulakan pada sambungan dengan paling banyak dua daya anggota yang tidak diketahui dan gunakan ΣFx = 0 dan ΣFy = 0.
  3. Kaedah keratan: potong melalui anggota yang anda perlukan dan ambil momen pada titik di mana anggota tidak diketahui yang lain bertemu.
  4. Andaikan tegangan; jawapan negatif bermaksud mampatan.

Daya ricih & momen lentur

Ricih dan momen
V = ΣF pada satu sisi, M = ΣF·d pada satu sisi
Tegasan lenturan
σ = M·y/I
Segi empat tepat
I = bh³/12
Modulus keratan
W = I/ymax
Disokong mudah, beban seragam
Mmax = wL²/8

Kaedah

  1. Cari tindak balas penyokong daripada keseimbangan seluruh rasuk.
  2. Potong rasuk pada keratan yang anda perlukan dan simpan satu sebelah.
  3. Daya ricih: hasil tambah daya tegak pada sebelah itu. Momen lentur: hasil tambah momennya pada potongan.
  4. Untuk momen maksimum, cari di mana daya ricih ialah sifar.

Pesongan rasuk

Beban titik pada pertengahan rentang
δ = PL³/(48EI)
Beban seragam, disokong mudah
δ = 5wL⁴/(384EI)
Julur, beban hujung
δ = PL³/(3EI)
Julur, beban seragam
δ = wL⁴/(8EI)
Superposisi
δ = δ1 + δ2

Lengkokan tiang

Beban Euler
Pcr = π²EI/(KL)²
Faktor panjang berkesan
K = 1 pin–pin, 0.5 tetap–tetap, 0.7 tetap–pin, 2 tetap–bebas
Tegasan kritikal
σcr = Pcr/A
Kelangsingan
λ = KL/r, r = √(I/A)

Sentroid & momen luas kedua

Sentroid
ȳ = ΣAiyi/ΣAi
Segi empat tepat
I = bh³/12
Teorem paksi selari
I = Ic + A·d²
Keratan gubahan
I = Σ(Ic,i + Aidi²)

Tegasan berkesan dalam tanah

Tegasan jumlah
σ = Σγi·hi
Tekanan air liang
u = γw·(z − zw)
Tegasan berkesan
σ′ = σ − u
Air
γw = 9.81 kN/m³

Enapan pengukuhan

Terkukuh secara normal
S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Tegasan akhir
σ′f = σ′0 + Δσ (at mid-depth of the layer)
Terkukuh lebih, σ′f ≤ σ′p
S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0)
Terkukuh lebih, σ′f > σ′p
S = H/(1 + e0)·[Cr·log₁₀(σ′p/σ′0) + Cc·log₁₀(σ′f/σ′p)]
Nisbah pengukuhan lebih
OCR = σ′p/σ′0
Masa untuk pengukuhan
t = Tv·Hdr²/cv
Laluan saliran
Hdr = H/2 (saliran berganda), H (saliran tunggal)
Faktor masa
U 50% → 0.197, 60% → 0.287, 70% → 0.403, 80% → 0.567, 90% → 0.848

Daya hidrostatik

Tekanan pada kedalaman
p = ρgh
Daya pada dinding menegak
F = ρg·hc·A
Pusat tekanan
yp = yc + Ic/(ycA)
Segi empat tepat
Ic = bH³/12

Geseran paip & kehilangan turus

Nombor Reynolds
Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ
Rejim aliran
lamina di bawah Re ≈ 2000, gelora di atas Re ≈ 4000
Halaju min
V = Q/A, A = π·D²/4
Darcy–Weisbach
hf = f·(L/D)·V²/(2g)
Kehilangan kecil
hm = ΣK·V²/(2g)
Nilai K lazim
masukan 0.5, keluaran 1.0, lengkuk 90° ≈ 0.3
Susutan tekanan
Δp = ρ·g·hf
Dua takungan terbuka
Δz = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)
Keluaran bebas
H = (1 + f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

Aliran saluran terbuka (Manning)

Persamaan Manning
V = (1/n)·R2/3·S1/2
Kadar alir
Q = A·V
Jejari hidraulik
R = A/P (P = wetted perimeter, free surface excluded)
Segi empat tepat
A = b·y, P = b + 2y
Trapezoid (cerun sisi z:1)
A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²)
Paip bulat, penuh atau separuh penuh
R = D/4
Cerun yang diperlukan
S = (n·Q/(A·R2/3))²

Pam & kuasa pam

Kuasa hidraulik
Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp
Kuasa aci
Pshaft = Ph/ηpump
Kuasa elektrik
Pel = Pshaft/ηmotor
Turus pam
H = Δz + Δp/(ρ·g) + hL
Kehilangan sistem
hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g)

Nilai masa wang

Nilai masa hadapan
FV = PV·(1 + i)n
Nilai kini
PV = FV/(1 + i)n
Beberapa tempoh setahun
i = r/m, N = m·n
Anuiti, nilai kini
PV = PMT·[1 − (1 + i)−n]/i
Anuiti, nilai masa hadapan
FV = PMT·[(1 + i)n − 1]/i

Kaedah

  1. Lukis garis masa dengan setiap aliran tunai dan masanya.
  2. Padankan kadar dengan tempoh: kadar bulanan untuk bayaran bulanan.
  3. Gunakan FV = PV·(1 + i)ⁿ untuk jumlah tunggal dan formula anuiti untuk bayaran yang sama.
  4. Semak tanda dan peringkat magnitud jawapan.

NPV & IRR

Nilai kini bersih
NPV = −C0 + Σ CFt/(1 + r)t
Aliran tunai yang sama
NPV = −C0 + CF·[1 − (1 + r)−n]/r
Kadar pulangan dalaman
r yang menjadikan NPV = 0
Keputusan
terima apabila NPV > 0 (atau IRR > pulangan yang diperlukan)

Kaedah

  1. Senaraikan semua aliran tunai dengan tahunnya; pelaburan pada tahun 0 adalah negatif.
  2. Diskaunkan setiap aliran tunai: CFt/(1 + r)t.
  3. Jumlahkannya untuk mendapatkan NPV. Positif bermaksud projek memperoleh lebih daripada r.
  4. Untuk IRR, cari kadar yang menjadikan NPV sifar melalui cuba-cuba atau interpolasi.

Taburan normal

Skor-z
z = (x − μ)/σ
Di bawah x
P(X < x) = Φ(z)
Di atas x
P(X > x) = 1 − Φ(z)
Antara
Φ(z2) − Φ(z1)
Persentil
x = μ + z·σ

Kaedah

  1. Tukar nilai kepada skor-z: z = (x − μ)/σ.
  2. Cari Φ(z), luas di sebelah kiri z.
  3. Untuk luas di sebelah kanan gunakan 1 − Φ(z); untuk satu selang tolak dua luas sebelah kiri.
  4. Untuk persentil, bekerja ke belakang: cari z untuk luas itu, kemudian x = μ + z·σ.

2Soalan latihan

1.Tindak balas penyokong rasukSederhana
P1​ = 35 kNP2​ = 15 kNABRA​ = ?RB​1.5 m1.5 m1 m

Rasuk disokong mudah itu mempunyai penyokong pin di A dan penyokong penggelek di B. Cari tindak balas penyokong tegak RA.

L = 4 mP1 = 35 kN pada 1.5 mP2 = 15 kN pada 3 m
RA = kN
2.Tindak balas penyokong rasukSukar
P = 15 kNADCRD​ = ?4 m3 m1 m

Rasuk majmuk terikat pada dinding di A, mempunyai engsel dalaman di C (4 m dari A) dan bertumpu pada penggelek di D (8 m dari A). Ia membawa beban titik P pada 7 m dari A. Cari tindak balas RD pada penggelek.

AC = 4 mAD = 8 mP = 15 kN pada 7 m
RD = kN
3.Kekuda: kaedah sambunganSederhana
ABCDEFGH30 kN20 kN25 kN4 × 3 m4 m

Tepat satu anggota kekuda ini tidak membawa daya di bawah beban ini. Yang manakah anggota daya sifar? Klik padanya dalam rajah.

D: 30 kN ↓G: 20 kN ↓H: 25 kN ↓
  1. 1anggota AB
  2. 2anggota BC
  3. 3anggota CD
  4. 4anggota DE
  5. 5anggota FG
  6. 6anggota GH
  7. 7anggota AF
  8. 8anggota HE
  9. 9anggota BF
  10. 10anggota CG
  11. 11anggota DH
  12. 12anggota FC
  13. 13anggota HC
4.Kekuda: kaedah sambunganSukar
ABBCACACB10 kN15 kN5 m1 m4 m

Gunakan kaedah sambungan untuk mencari daya FAC dalam anggota AC. Berikan tegangan sebagai positif dan mampatan sebagai negatif.

rentang = 5 mtinggi = 4 mB ialah 1 m dari Abeban tegak = 10 kNbeban mengufuk = 15 kN ←
FAC = kN
5.Daya ricih & momen lenturSederhana
w = 6 kN/mABkeratan0.5 m4.5 m

Cari daya ricih Vx pada keratan x = 0.5 m dari penyokong A. Gunakan momen lenturan positif jika melendut ke bawah (sagging) dan ricih ke atas pada muka kiri positif.

L = 5 mw = 6 kN/m dari 0 hingga 5 mx = 0.5 m
Vx = kN
6.Daya ricih & momen lenturSukar
15 kN/m10 kN25 kNABCDEFG1 m1 m1 m1 m1 m1 m

Tanda A hingga G membahagikan rasuk kepada enam bahagian yang sama. Pada tanda manakah momen lentur terbesar dari segi saiz, melendut (sagging) atau menjungkit (hogging)? Klik padanya dalam rajah.

10 kN @ 0 m25 kN @ 6 m15 kN/m, 1–5 m
  1. 1A (x = 0 m)
  2. 2B (x = 1 m)
  3. 3C (x = 2 m)
  4. 4D (x = 3 m)
  5. 5E (x = 4 m)
  6. 6F (x = 5 m)
  7. 7G (x = 6 m)
7.Pesongan rasukSederhana
w = 2 kN/mδL = 6 m

Satu rasuk disokong mudah membawa beban teragih seragam w sepanjang seluruh rentangnya. Cari pesongan maksimum δmax, pada pertengahan rentang.

w = 2 kN/mL = 6 mE = 200 GPa (keluli)I = 84 × 10⁶ mm⁴
δmax = mm
8.Pesongan rasukSukar
P = 60 kNAB3 m3 m

Julur bertopang terikat tetap pada A dan disokong mudah (ditopang) pada B. Ia membawa beban titik P di tengah rentang. EI adalah malar. Cari tindak balas RB pada topang.

L = 6 mP = 60 kN pada 3 m
RB = kN
9.Lengkokan tiangSederhana
PL = 5 m40 × 50 mmkeratan rentas

Satu tiang sepanjang L diperbuat daripada keluli dan dengan pangkal tetap dan bahagian atas bebas. Dengan formula Euler, cari beban lengkokan kritikal Pcrnya.

L = 5 mE = 200 GPa (keluli)b × h = 40 × 50 mm
Pcr = kN
10.Lengkokan tiangSukar
P = 80 kNL = 6 md = ?keratan rentas

Satu tiang bulat pejal sepanjang L diperbuat daripada keluli dan dengan pangkal tetap dan bahagian atas bebas. Ia mesti menanggung 80 kN dengan faktor keselamatan 3 terhadap lengkokan. Cari diameter terkecil d.

P = 80 kNn = 3L = 6 mE = 200 GPa (keluli)
d = mm
11.Sentroid & momen luas keduaSederhana
100 mm150 mm60 mmØ60xIx​ = ?

Plat 100 mm × 150 mm mempunyai lubang bulat berdiameter 60 mm pada garis tengah menegaknya, dengan pusatnya 60 mm di atas bahagian bawah. Cari momen luas kedua Ix pada paksi mengufuk melalui sentroid.

b = 100 mmh = 150 mmd = 60 mmpusat lubang: y = 60 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Sentroid & momen luas keduaSukar
180270103902414xdimensi dalam mm

Keratan I kimpalan mempunyai bebibir atas 180 × 10 mm, web setinggi 390 mm dan setebal 14 mm, dan bebibir bawah 270 × 24 mm (lebar × ketebalan). Cari momen luas keduanya Ix pada paksi mengufuk x melalui sentroidnya.

bebibir atas: 180 × 10 mmweb: 14 × 390 mmbebibir bawah: 270 × 24 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
13.Tegasan berkesan dalam tanahSederhana
pasirγd​ = 17 kN/m³γsat​ = 19 kN/m³8 mparas air bumiXz = 8 m

Bagi profil tanah yang ditunjukkan, cari tegasan jumlah menegak σ pada titik X.

z = 8 mzw = 4 mγw = 9.81 kN/m³pasir: γd = 17 kN/m³pasir: γsat = 19 kN/m³
σ = kPa
14.Tegasan berkesan dalam tanahSukar
pasirγd​ = 15 kN/m³γsat​ = 20 kN/m³4 mlempungγsat​ = 18.5 kN/m³5 mparas air bumiXz = 6.5 m

Bagi profil tanah yang ditunjukkan, cari tegasan berkesan menegak σ′ pada titik X.

z = 6.5 mzw = 1 mγw = 9.81 kN/m³pasir: γd = 15 kN/m³pasir: γsat = 20 kN/m³lempung: γsat = 18.5 kN/m³
σ′ = kPa
15.Enapan pengukuhanSederhana
Δσ = 30 kPapasirlempungCc​ = 0.3, Cr​ = 0.04e0​ = 0.9σ′0​ = 110 kPaOCR = 37 mparas air bumi

Satu lapisan lempung terkukuh lebih setebal 7 m mempunyai Cc = 0.3, Cr = 0.04 dan e₀ = 0.9. Pada kedalaman tengahnya tegasan berkesan menegak ialah 110 kPa dan nisbah pengukuhan lebih ialah OCR = 3. Sebuah bangunan baharu menambah 30 kPa tegasan menegak pada kedalaman tengah. Cari enapan pengukuhan primer S dalam mm.

H = 7 mCc = 0.3Cr = 0.04e0 = 0.9σ′0 = 110 kPaOCR = 3Δσ = 30 kPa
S = mm
16.Enapan pengukuhanSukar
pasirlempungH = 4.5 mcv​ = 4 m²/tahun4.5 mbatuan tak telapparas air bumi

Satu lapisan lempung setebal 4.5 m mempunyai pekali pengukuhan cv = 4 m²/tahun. Ia terletak di atas batuan tak telap, dengan pasir di atasnya, jadi air mengalir keluar hanya di atas. Bagi pengukuhan purata 90% faktor masa ialah Tv = 0.848. Berapa tahun t yang diambil oleh lapisan itu untuk mencapai 90% pengukuhan?

H = 4.5 mcv = 4 m²/tahunU = 90%Tv = 0.848saliran tunggal
t = tahun
17.Daya hidrostatikSederhana
pintu aird = 0.5 mH = 1 m

Satu pintu air segi empat tepat menegak selebar 3 m terletak pada dinding tangki air, dengan tepi atasnya 0.5 m di bawah permukaan. Cari daya hidrostatik paduan F pada pintu air itu.

d = 0.5 mH = 1 mb = 3 mρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
F = kN
18.Daya hidrostatikSukar
pintu aird = 0.5 mH = 1.5 m

Satu pintu air segi empat tepat menegak selebar 3 m terletak pada dinding tangki minyak, dengan tepi atasnya 0.5 m di bawah permukaan. Cari kedalaman ycp pusat tekanan di bawah permukaan.

d = 0.5 mH = 1.5 mb = 3 mρ = 880 kg/m³g = 9.81 m/s²
ycp = m
19.Geseran paip & kehilangan turusSederhana
V = 2.1 m/sD = 100 mmL = 500 mf = 0.015

Air mengalir pada halaju min 2.1 m/s melalui paip sepanjang 500 m dengan diameter dalam 100 mm. Gunakan faktor geseran Darcy f = 0.015 dan g = 9.81 m/s². Cari kehilangan turus geseran hf.

V = 2.1 m/sL = 500 mD = 100 mmf = 0.015g = 9.81 m/s²
hf = m
20.Geseran paip & kehilangan turusSukar
K = 0.2keluaran bebasH = ?L = 100 m, D = 300 mm, f = 0.023× lengkuk (K = 0.3)

Satu paip sepanjang 100 m dengan diameter dalam 300 mm (faktor geseran Darcy f = 0.02) bermula dari takungan terbuka dan mengalir keluar sebagai pancutan bebas ke udara. Kehilangan kecil ialah masukan bertepi segi empat (K = 0.5), 3 lengkuk (K = 0.3 setiap satu) dan injap (K = 0.2). Gunakan g = 9.81 m/s². Seberapa tinggi H permukaan takungan mesti berada di atas keluaran paip untuk kadar alir 120 L/s?

Q = 120 L/sL = 100 mD = 300 mmf = 0.02Kentrance = 0.5Kbend = 0.3 (×3)Kvalve = 0.2
H = m
21.Aliran saluran terbuka (Manning)Sederhana
b = 1.5 my = 1.8 m3 : 1n = 0.015, S = 0.004

Satu saluran kerja bata trapezoid mempunyai lebar dasar 1.5 m dan cerun sisi 3:1 (mengufuk:menegak). Air mengalir secara seragam sedalam 1.8 m. n Manning = 0.015 dan cerun dasar ialah S = 0.004. Cari kadar alir Q dalam m³/s.

b = 1.5 my = 1.8 mz = 3n = 0.015S = 0.004
Q = m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)Sukar
b = 2.5 my = 2.5 mn = 0.014, Q = 15 m³/s

Satu saluran konkrit tidak siap segi empat tepat selebar 2.5 m mesti membawa 15 m³/s dalam aliran seragam pada kedalaman 2.5 m. n Manning = 0.014. Cari cerun dasar yang diperlukan S (dalam m/m).

Q = 15 m³/sb = 2.5 my = 2.5 mn = 0.014
S = m/m
23.Pam & kuasa pamSederhana
PQ = 150 L/sH = 64 m

Satu pam dengan kecekapan 82% menghantar 150 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) melawan turus 64 m. Gunakan g = 9.81 m/s². Cari kuasa aci Pshaft yang diperlukan, dalam kW.

Q = 150 L/sH = 64 mη = 82%g = 9.81 m/s²
Pshaft = kW
24.Pam & kuasa pamSukar
150 kPa (tolok)PQ = 75 L/sΔz = 16 mL = 400 m, D = 200 mm, f = 0.018, ΣK = 6

Satu pam memindahkan 75 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) dari takungan bawah yang terbuka ke tangki atas yang permukaan airnya 16 m lebih tinggi. Paip itu sepanjang 400 m dengan diameter dalam 200 mm dan faktor geseran Darcy f = 0.018; jumlah pekali kehilangan kecil ialah ΣK = 6 (masukan dan keluaran disertakan). Gunakan g = 9.81 m/s². Tangki atas tertutup dan udara di atas airnya berada pada tekanan tolok 150 kPa. Cari turus H yang mesti ditambah oleh pam.

Q = 75 L/sΔz = 16 mL = 400 mD = 200 mmf = 0.018ΣK = 6ptank = 150 kPa
H = m
25.Nilai masa wangSederhana
tahun01234567€3 000FV = ?

Anda melabur €3 000 pada kadar nominal 4.8% setahun, dikompaun setiap suku tahun. Cari nilai FV pelaburan selepas 7 tahun.

PV = €3 0004.8% / 4n = 7
FV = €
26.Nilai masa wangSukar
bulan0123…N = ?€25 000€1 100€1 100€1 100€1 1004.8% / 12

Anda meminjam €25 000 pada 4.8% setahun, dimajmukkan setiap bulan, dan membayar balik €1 100 pada hujung setiap bulan. Berapa bulan diperlukan sehingga pinjaman dilunaskan (bayaran terakhir mungkin lebih kecil)? Berikan bilangan bayaran N.

P = €25 000A = €1 1004.8% / 12
N = bayaran
27.NPV & IRRSederhana
tahun0123456−50 00013 50016 00018 00010 50019 00010 500

Sebuah projek berkos €50 000 hari ini dan memulangkan €13 500, €16 000, €18 000, €10 500, €19 000, €10 500 pada hujung tahun 1 hingga 6. Kos modal ialah 5%. Andaikan aliran tunai tiba secara sekata sepanjang setiap tahun. Cari tempoh bayar balik berdiskaun DPB dalam tahun.

r = 5%CF0 = −50 000CF1 = 13 500CF2 = 16 000CF3 = 18 000CF4 = 10 500CF5 = 19 000CF6 = 10 500
DPB = tahun
28.NPV & IRRSukar
tahun0123−50 00021 00029 00015 500

Sebuah projek berkos €50 000 dan memulangkan €21 000, €29 000, €15 500 pada hujung tahun 1 hingga 3. Aliran tunai boleh dilaburkan semula pada kos modal 8%. Cari kadar pulangan dalaman terubah suai MIRR dalam peratus.

r = 8%CF0 = −50 000CF1 = 21 000CF2 = 29 000CF3 = 15 500
MIRR = %
29.Taburan normalSederhana
400 g403.8 gT = X₁ + … + X₁₀?

Jisim bolt adalah tak bersandar dan normal dengan min 40 g dan sisihan piawai 1.2 g. Cari kebarangkalian P bahawa jumlah jisim 10 daripadanya di bawah 403.8 g. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.

μ = 40 gσ = 1.2 gn = 10< 403.8 g
P =
30.Taburan normalSukar
μ = 250x = ?99%

berat beg bertaburan normal dengan min 250 g dan sisihan piawai 5 g. Cari nilai x yang di bawahnya terletak 99% daripadanya (persentil ke-99).

μ = 250σ = 5P = 99%
x = g

3Larutan

1.Tindak balas penyokong rasuk

Jawapan: RA = 25.63 kN

Keseimbangan statik: jasad yang pegun mempunyai ΣFx = 0, ΣFy = 0 dan ΣM = 0 pada sebarang titik. Mengambil momen pada satu penyokong menyingkirkan tindak balas penyokong itu daripada persamaan.

P1​ = 35 kNP2​ = 15 kNABRA​RB​1.5 m1.5 m1 m

Gambar rajah jasad bebas

Gantikan penyokong dengan daya tindak balas. Penggelek memberikan satu tindak balas tegak; dengan beban tegak sahaja, pin juga memberikan satu tindak balas tegak.

Keseimbangan

Momen pada A, lawan arah jam positif. Kemudian keseimbangan daya tegak.

ΣMA = 0: RB·4 = 35·1.5 + 15·3
RB = 97.5/4 = 24.38 kN
ΣFy = 0: RA = 50 − 24.38 = 25.63 kN

Jawapan

RA = 25.63 kN
2.Tindak balas penyokong rasuk

Jawapan: RD = 11.25 kN

Keseimbangan statik: jasad yang pegun mempunyai ΣFx = 0, ΣFy = 0 dan ΣM = 0 pada mana-mana titik. Gantikan setiap beban teragih dengan daya paduannya (luasnya) yang bertindak pada sentroid gambar rajah beban, dan ambil momen pada satu penyokong untuk menghapuskan tindak balas penyokong itu daripada persamaan. Engsel dalaman tidak boleh menanggung momen lentur, yang memberikan satu persamaan tambahan: momen pada engsel bagi daya di kedua-dua sisi ialah sifar.

Bahagian CD

Engsel tiada momen, maka momen pada C bagi CD sahaja mesti seimbang.

ΣMC = 0: RD·4 = 15·3
RD = 11.25 kN
VC = 15 − 11.25 = 3.75 kN

Jawapan

RD = 11.25 kN
3.Kekuda: kaedah sambungan

Jawapan: anggota BF

Anggota daya sifar: pada sendi, daya mesti seimbang dalam setiap arah. Jika sendi tidak mempunyai beban dan tiada penyokong, dan dua daripada tiga anggotanya segaris, maka imbangan merentasi garisan itu hanya melibatkan anggota ketiga, jadi dayanya sifar. Jika hanya dua anggota bertemu pada sendi tanpa beban dan keduanya tidak segaris, kedua-duanya sifar.

Sendi B

AB dan BC terletak pada satu garis lurus dan sendi tidak membawa beban. Mengimbangkan daya merentasi garisan itu meninggalkan hanya BF.

ΣF⊥ = 0 → FBF = 0

Semak dengan kaedah sendi

Menyelesaikan semua sendi memberikan daya anggota ini (T = tegangan, C = mampatan).

AB: 17.81 kN (T), BC: 17.81 kN (T), CD: 38.44 kN (T), DE: 38.44 kN (T), FG: 35.62 kN (C), GH: 35.62 kN (C), AF: 29.69 kN (C), HE: 64.06 kN (C), BF: 0, CG: 20 kN (C), DH: 30 kN (T), FC: 29.69 kN (T), HC: 4.688 kN (C)

Jawapan

Anggota daya sifar: BF
4.Kekuda: kaedah sambungan

Jawapan: FAC = −10 kN

Kaedah sambungan: setiap pin kekuda berada dalam keseimbangan, jadi ΣFx = 0 dan ΣFy = 0 pada setiap sambungan. Mulakan pada sambungan dengan paling banyak dua daya anggota yang tidak diketahui. Hasil negatif bermaksud anggota berada dalam mampatan.

ABBCACACB10 kN15 kNAy​Cy​Ax​

Tindak balas penyokong

Keseimbangan seluruh kekuda. Momen pada A, lawan arah jam positif.

ΣMA = 0: Cy·5 = 10·1 − 15·4 → Cy = −10 kN
ΣFy = 0: Ay = 10 − −10 = 20 kN
ΣFx = 0: Ax = 15 kN

Sambungan C

Penggelek hanya memberikan tindak balas tegak, jadi sambungan C hanya mempunyai dua daya anggota yang tidak diketahui. Andaikan kedua-duanya dalam tegangan.

sin γ = 4/5.657 = 0.7071, cos γ = 4/5.657 = 0.7071
ΣFy = 0: Cy + FBC·sin γ = 0 → FBC = −−10/0.7071 = 14.14 kN
ΣFx = 0: −FAC − FBC·cos γ = 0 → FAC = −(14.14)·0.7071 = −10 kN

Jawapan

FAC = −10 kN (mampatan)
5.Daya ricih & momen lentur

Jawapan: Vx = 12 kN

Kaedah keratan: potong rasuk di tempat yang anda mahu mencari daya dalaman dan simpan satu sebelah. Daya ricih V mengimbangi daya tegak pada sebelah itu, dan momen lentur M mengimbangi momennya pada potongan.

Tindak balas penyokong

Keseimbangan seluruh rasuk.

Paduan UDL: W = w·ℓ = 6·5 = 30 kN, bertindak pada x̄ = 2.5 m
ΣMA = 0: RB·5 = 6·5·2.5
RB = 75/5 = 15 kN
ΣFy = 0: RA = 30 − 15 = 15 kN
w = 6 kN/mABRA​ = 15RB​ = 15keratan0.5 m4.5 m

Potong pada x = 0.5 m dan simpan bahagian kiri

Hanya daya di kiri potongan yang muncul. Bahagian UDL bertindak sebagai satu daya di tengah bahagian itu.

V = RA − (semua beban ke bawah di kiri keratan)
Vx = 15 − 6·0.5 = 12 kN

Jawapan

Vx = 12 kN
6.Daya ricih & momen lentur

Jawapan: F (x = 5 m)

Momen lentur terbesar: M berubah kecerunan di mana sahaja daya ricih berubah, jadi puncaknya terletak di mana daya ricih melintasi sifar: di bawah beban titik, di dalam beban teragih, atau di atas penyokong bagi juluran. Pada penyokong tetap kantilever, momen adalah terbesar di dinding. Bandingkan saiz M di tempat-tempat itu, melendut (sagging) atau menjungkit (hogging).

Tindak balas penyokong

Ambil momen pada satu penyokong, kemudian gunakan imbangan daya mencancang.

R1 = 36.25 kN, R2 = 58.75 kN

Momen lentur pada setiap tanda

Jumlahkan momen semua daya di satu sebelah potongan. Melendut (sagging) ialah positif, menjungkit (hogging) negatif.

MA = 0, MB = −10, MC = 8.75, MD = 12.5, ME = 1.25, MF = −25 kN·m, MG = 0

Jawapan

Tanda F: MF = −25 kN·m
7.Pesongan rasuk

Jawapan: δmax = 2.009 mm

Pesongan rasuk: pesongan diperoleh daripada pengamiran kelengkungan M/(EI) dua kali. Kes piawai telah dijadualkan, contohnya PL³/(3EI) bagi julur dengan beban hujung dan 5wL⁴/(384EI) bagi rasuk disokong mudah di bawah beban seragam penuh. Pesongan daripada beban yang berasingan ditambah (superposisi).

Unit yang konsisten

Bekerja dalam N dan mm: P dalam N, w dalam N/mm (kN/m = N/mm), L dalam mm, E dalam N/mm² (GPa × 1000), I dalam mm⁴.

w = 2 N/mm, L = 6000 mm
EI = 1.68 × 10¹³ N·mm²

Pesongan

δmax = 5wL⁴/(384EI) = 5·2·6000⁴/(384·1.68 × 10¹³) = 2.009 mm

Jawapan

δmax = 2.009 mm
8.Pesongan rasuk

Jawapan: RB = 18.75 kN

Pesongan rasuk: pesongan diperoleh daripada pengamiran kelengkungan M/(EI) dua kali. Kes piawai telah dijadualkan, contohnya PL³/(3EI) bagi julur dengan beban hujung dan 5wL⁴/(384EI) bagi rasuk disokong mudah di bawah beban seragam penuh. Pesongan daripada beban yang berasingan ditambah (superposisi). Bagi rasuk tak boleh tentu secara statik, alihkan satu penyokong lebihan dan tetapkan pesongan di situ sifar (keserasian).

Alihkan topang

Tanpa topang, rasuk ialah julur. Hujung bebasnya akan terpesong di bawah beban.

δload = P(L/2)²(3L − L/2)/(6EI) = 5PL³/(48EI)

Keserasian pada topang

Daya topang RB sahaja mengangkat hujung bebas sebanyak RBL³/(3EI). Topang menahan B pada pesongan sifar, maka kedua-duanya mesti saling batal. EI saling batal.

RB·L³/(3EI) = 5PL³/(48EI) → RB = 5P/16 = 5·60/16 = 18.75 kN

Jawapan

RB = 18.75 kN
9.Lengkokan tiang

Jawapan: Pcr = 5.264 kN

Lengkokan Euler: tiang langsing menjadi tidak stabil pada Pcr = π²EI/(KL)², dengan KL ialah panjang berkesan: K = 1 bagi pin–pin, 2 bagi tetap–bebas, 0.7 bagi tetap–pin dan 0.5 bagi tetap–tetap. Ia melengkok pada paksi yang mempunyai I terkecil. Formula ini sah bagi tiang langsing, yang tegasan kritikalnya kekal di bawah tegasan alah.

Momen luas kedua terkecil

Segi empat tepat melengkok pada paksi lemahnya, menggunakan dimensi yang lebih kecil dikuasa tiga.

Imin = h·b³/12 = 50·40³/12 = 266667 mm⁴

Panjang berkesan

KL = 2·5000 = 10000 mm

Beban kritikal

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·200000·266667/10000² = 5264 N = 5.264 kN

Jawapan

Pcr = 5.264 kN
10.Lengkokan tiang

Jawapan: d = 137.4 mm

Lengkokan Euler: tiang langsing menjadi tidak stabil pada Pcr = π²EI/(KL)², dengan KL ialah panjang berkesan: K = 1 bagi pin–pin, 2 bagi tetap–bebas, 0.7 bagi tetap–pin dan 0.5 bagi tetap–tetap. Ia melengkok pada paksi yang mempunyai I terkecil. Formula ini sah bagi tiang langsing, yang tegasan kritikalnya kekal di bawah tegasan alah.

Beban kritikal yang diperlukan

Pcr = n·P = 3·80000 = 240000 N
KL = 2·6000 = 12000 mm

Selesaikan untuk diameter

d = (64·n·P·(KL)²/(π³E))^(1/4) = (64·240000·12000²/(π³·200000))^(1/4) = 137.4 mm

Jawapan

d = 137.4 mm

Semak: kelangsingan KL/r ialah 349.3, jadi tiang itu langsing dan Euler terpakai.

11.Sentroid & momen luas kedua

Jawapan: Ix = 26.7 × 10⁶ mm⁴

Keratan dengan lubang: anggap lubang sebagai luas negatif. Sentroidnya ialah ȳ = (A₁y₁ − A₂y₂)/(A₁ − A₂), dengan A₁, y₁ untuk plat penuh dan A₂, y₂ untuk lubang. Untuk momen luas kedua pada paksi sentroid, gunakan teorem paksi selari bagi setiap bahagian dan tolak lubang: I = (Ic1 + A₁d₁²) − (Ic2 + A₂d₂²), dengan d jarak dari sentroid setiap bahagian ke paksi melalui ȳ. Segi empat tepat mempunyai Ic = bh³/12 dan bulatan Ic = πd⁴/64.

Sentroid

ȳ = (15000·75 − 2827·60)/(15000 − 2827) = 78.48 mm

Plat penuh pada ȳ

100·150³/12 + 15000·−3.484² = 28.31 × 10⁶ mm⁴

Lubang pada ȳ

π·60⁴/64 + 2827·−18.48² = 1.602 × 10⁶ mm⁴

Tolak

Ix = 26.7 × 10⁶ mm⁴

Jawapan

Ix = 26.7 × 10⁶ mm⁴
12.Sentroid & momen luas kedua

Jawapan: Ix = 349.1 × 10⁶ mm⁴

Luas gubahan: bahagikan keratan kepada segi empat tepat. Sentroid ialah purata berwajaran luas ȳ = ΣAᵢyᵢ/ΣAᵢ. Momen luas kedua pada paksi sentroid menambah bh³/12 setiap bahagian dan sebutan paksi selari A·d²nya, dengan d ialah jarak dari sentroid bahagian itu ke sentroid keseluruhan. Tegasan lenturan ialah σ = M·y/I.

Pecahkan kepada tiga segi empat tepat

Ukur setiap y dari tepi bawah.

bebibir atas: A = 1800 mm², y = 419 mm
web: A = 5460 mm², y = 219 mm
bebibir bawah: A = 6480 mm², y = 12 mm

Sentroid

ȳ = (1800·419 + 5460·219 + 6480·12)/13740 = 147.6 mm

Teorem paksi selari

bebibir atas: 180·10³/12 + 1800·271.4² = 1.326 × 10⁸ mm⁴
web: 14·390³/12 + 5460·71.42² = 9.706 × 10⁷ mm⁴
bebibir bawah: 270·24³/12 + 6480·135.6² = 1.194 × 10⁸ mm⁴
Ix = 1.326 × 10⁸ + 9.706 × 10⁷ + 1.194 × 10⁸
Ix = 3.491 × 10⁸ mm⁴ = 349.1 × 10⁶ mm⁴

Jawapan

Ix = 349.1 × 10⁶ mm⁴
13.Tegasan berkesan dalam tanah

Jawapan: σ = 144 kPa

Tegasan berkesan (Terzaghi): rangka tanah menanggung σ′ = σ − u. Tegasan jumlah σ ialah berat segala-galanya di atas titik itu, Σγ·h, menggunakan berat unit kering di atas paras air bumi dan berat unit tepu di bawahnya. Di bawah paras air bumi, tekanan air liang ialah hidrostatik: u = γw·(kedalaman di bawah paras air bumi).

Tegasan jumlah

Tambah berat setiap jalur tanah di atas X. Di atas paras air bumi gunakan berat unit kering, di bawahnya berat unit tepu.

σ = γd·zw + γsat·(z − zw) = 17·4 + 19·4 = 144 kPa

Jawapan

σ = 144 kPa
14.Tegasan berkesan dalam tanah

Jawapan: σ′ = 67.29 kPa

Tegasan berkesan (Terzaghi): rangka tanah menanggung σ′ = σ − u. Tegasan jumlah σ ialah berat segala-galanya di atas titik itu, Σγ·h, menggunakan berat unit kering di atas paras air bumi dan berat unit tepu di bawahnya. Di bawah paras air bumi, tekanan air liang ialah hidrostatik: u = γw·(kedalaman di bawah paras air bumi).

Tegasan jumlah

Tambah berat setiap jalur tanah di atas X. Di atas paras air bumi gunakan berat unit kering, di bawahnya berat unit tepu.

σ = γd·1 + γsat,sand·3 + γsat,clay·2.5
σ = 15·1 + 20·3 + 18.5·2.5 = 121.3 kPa

Tekanan air liang

Tekanan air bertambah dengan kedalaman di bawah paras air bumi.

u = γw·(z − zw) = 9.81·5.5 = 53.96 kPa

Tegasan berkesan

σ′ = σ − u = 121.3 − 53.96 = 67.29 kPa

Jawapan

σ′ = 67.29 kPa
15.Enapan pengukuhan

Jawapan: S = 15.43 mm

Pengukuhan primer lapisan lempung berketebalan H, menggunakan tegasan berkesan di tengah lapisan: σ′f = σ′0 + Δσ. Lempung terkukuh secara normal: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Lempung terkukuh lebih memampat semula sepanjang Cr sehingga tekanan prapengukuhan σ′p dan hanya mengikut Cc selepas itu. Masa: t = Tv·Hdr²/cv, dengan laluan saliran Hdr ialah H/2 apabila air boleh keluar di atas dan bawah, dan H apabila hanya satu sisi yang mengalir.

Tekanan prapengukuhan

σ′p = OCR·σ′0 = 3·110 = 330 kPa

Bandingkan dengan tekanan prapengukuhan

σ′f = 110 + 30 = 140 kPa ≤ 330 kPa

Enapan

Lempung kekal pada garis pemampatan semulanya.

S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0) = 0.04·7/(1 + 0.9)·log₁₀(140/110) = 15.43 mm

Jawapan

S = 15.43 mm
16.Enapan pengukuhan

Jawapan: t = 4.293 tahun

Pengukuhan primer lapisan lempung berketebalan H, menggunakan tegasan berkesan di tengah lapisan: σ′f = σ′0 + Δσ. Lempung terkukuh secara normal: S = Cc·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0). Lempung terkukuh lebih memampat semula sepanjang Cr sehingga tekanan prapengukuhan σ′p dan hanya mengikut Cc selepas itu. Masa: t = Tv·Hdr²/cv, dengan laluan saliran Hdr ialah H/2 apabila air boleh keluar di atas dan bawah, dan H apabila hanya satu sisi yang mengalir.

Laluan saliran

Hdr = H = 4.5 m

Masa

t = Tv·Hdr²/cv = 0.848·4.5²/4 = 4.293 tahun

Jawapan

t = 4.293 tahun
17.Daya hidrostatik

Jawapan: F = 29.43 kN

Daya hidrostatik pada permukaan satah: F = ρ·g·yc·A. Ia bertindak pada pusat tekanan, ycp = yc + Ic/(ycA), yang sentiasa terletak di bawah sentroid.

Kedalaman sentroid dan luas

yc = d + H/2 = 0.5 + 1/2 = 1 m
A = H·b = 1·3 = 3 m²
pintu aird = 0.5 mH = 1 mF

Daya paduan

F = ρ·g·yc·A = 1000·9.81·1·3 = 29.43 kN

Jawapan

F = 29.43 kN
18.Daya hidrostatik

Jawapan: ycp = 1.4 m

Daya hidrostatik pada permukaan satah: F = ρ·g·yc·A. Ia bertindak pada pusat tekanan, ycp = yc + Ic/(ycA), yang sentiasa terletak di bawah sentroid.

Kedalaman sentroid dan luas

yc = d + H/2 = 0.5 + 1.5/2 = 1.25 m
A = H·b = 1.5·3 = 4.5 m²
pintu aird = 0.5 mH = 1.5 mF

Daya paduan

F = ρ·g·yc·A = 880·9.81·1.25·4.5 = 48.56 kN

Pusat tekanan

Tekanan bertambah dengan kedalaman, jadi daya paduan bertindak di bawah sentroid.

Ic = b·H³/12 = 3·1.5³/12 = 0.8438 m⁴
ycp = yc + Ic/(yc·A) = 1.25 + 0.8438/(1.25·4.5) = 1.4 m

Jawapan

ycp = 1.4 m
19.Geseran paip & kehilangan turus

Jawapan: hf = 16.86 m

Aliran paip: nombor Reynolds Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ membezakan aliran lamina (Re di bawah kira-kira 2000) daripada aliran gelora (di atas kira-kira 4000). Geseran sepanjang paip menyebabkan kehilangan turus Darcy–Weisbach hf = f·(L/D)·V²/(2g). Alat sambungan, injap, masukan dan keluaran menambah kehilangan kecil hm = ΣK·V²/(2g). Antara dua permukaan takungan terbuka persamaan tenaga memberikan Δz = hf + hm, dengan kehilangan keluaran K = 1 disertakan.

Turus halaju

V²/(2g) = 2.1²/(2·9.81) = 0.2248 m

Darcy–Weisbach

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0.015·(500/0.1)·2.1²/(2·9.81) = 16.86 m

Jawapan

hf = 16.86 m
20.Geseran paip & kehilangan turus

Jawapan: H = 1.361 m

Aliran paip: nombor Reynolds Re = V·D/ν = ρ·V·D/μ membezakan aliran lamina (Re di bawah kira-kira 2000) daripada aliran gelora (di atas kira-kira 4000). Geseran sepanjang paip menyebabkan kehilangan turus Darcy–Weisbach hf = f·(L/D)·V²/(2g). Alat sambungan, injap, masukan dan keluaran menambah kehilangan kecil hm = ΣK·V²/(2g). Antara dua permukaan takungan terbuka persamaan tenaga memberikan Δz = hf + hm, dengan kehilangan keluaran K = 1 disertakan.

Halaju

V = Q/A = 0.12/0.07069 = 1.698 m/s
V²/(2g) = 0.1469 m

Pekali kehilangan

f·L/D = 0.02·100/0.3 = 6.667
ΣK = 0.5 + 3·0.3 + 0.2 = 1.6

Persamaan tenaga

Pancutan keluaran masih membawa turus halajunya; ia bukan kehilangan tetapi mesti dibekalkan.

H = (1 + 6.667 + 1.6)·0.1469 = 1.361 m

Jawapan

H = 1.361 m
21.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawapan: Q = 51.1 m³/s

Persamaan Manning (SI): untuk aliran seragam dalam saluran terbuka V = (1/n)·R2/3·S1/2 dan Q = A·V, dengan n pekali kekasaran, S cerun dasar (m/m) dan R = A/P jejari hidraulik: luas aliran dibahagi perimeter basah. Hanya sempadan yang bersentuhan dengan air dikira dalam P, bukan permukaan bebas. Segi empat tepat: A = b·y, P = b + 2y. Trapezoid dengan cerun sisi z:1 (mengufuk:menegak): A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²). Paip bulat yang mengalir penuh atau separuh penuh mempunyai R = D/4.

Geometri

A = (b + z·y)·y = (1.5 + 3·1.8)·1.8 = 12.42 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 1.5 + 2·1.8·√(1 + 3²) = 12.88 m
R = A/P = 0.964 m

Halaju

V = (1/0.015)·0.9642/3·0.0041/2 = 4.114 m/s

Kadar alir

Q = A·V = 12.42·4.114 = 51.1 m³/s

Jawapan

Q = 51.1 m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawapan: S = 0.00144 m/m

Persamaan Manning (SI): untuk aliran seragam dalam saluran terbuka V = (1/n)·R2/3·S1/2 dan Q = A·V, dengan n pekali kekasaran, S cerun dasar (m/m) dan R = A/P jejari hidraulik: luas aliran dibahagi perimeter basah. Hanya sempadan yang bersentuhan dengan air dikira dalam P, bukan permukaan bebas. Segi empat tepat: A = b·y, P = b + 2y. Trapezoid dengan cerun sisi z:1 (mengufuk:menegak): A = (b + z·y)·y, P = b + 2y·√(1 + z²). Paip bulat yang mengalir penuh atau separuh penuh mempunyai R = D/4.

Geometri

A = b·y = 2.5·2.5 = 6.25 m²
P = b + 2y = 2.5 + 2·2.5 = 7.5 m
R = A/P = 0.8333 m

Selesaikan Manning untuk S

S1/2 = n·Q/(A·R2/3) = 0.014·15/(6.25·0.8855) = 0.03794
S = 0.03794² = 0.00144

Jawapan

S = 0.00144

Itu ialah penurunan 1.44 m setiap kilometer.

23.Pam & kuasa pam

Jawapan: Pshaft = 114.8 kW

Kuasa pam: kuasa yang diberikan kepada air ialah kuasa hidraulik Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp. Aci mesti menyalurkan lebih kerana pam kehilangan sebahagian: Pshaft = Ph/ηpump, dan motor mengambil Pel = Pshaft/ηmotor. Turus pam H diperoleh daripada persamaan tenaga: ketinggian statik + turus tekanan + semua kehilangan geseran dan kehilangan kecil.

Kuasa hidraulik

Ph = ρ·g·Q·H = 1000·9.81·0.15·64 = 94.18 kW

Kuasa aci

Pshaft = Ph/η = 94.18/0.82 = 114.8 kW

Jawapan

Pshaft = 114.8 kW
24.Pam & kuasa pam

Jawapan: H = 43.49 m

Kuasa pam: kuasa yang diberikan kepada air ialah kuasa hidraulik Ph = ρ·g·Q·H = Q·Δp. Aci mesti menyalurkan lebih kerana pam kehilangan sebahagian: Pshaft = Ph/ηpump, dan motor mengambil Pel = Pshaft/ηmotor. Turus pam H diperoleh daripada persamaan tenaga: ketinggian statik + turus tekanan + semua kehilangan geseran dan kehilangan kecil.

Halaju

V = Q/A = 0.075/0.03142 = 2.387 m/s
V²/(2g) = 0.2905 m

Kehilangan turus

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (36 + 6)·0.2905 = 12.2 m

Turus tekanan

p/(ρ·g) = 150000/(1000·9.81) = 15.29 m

Turus pam

Kedua-dua permukaan hampir pegun, jadi tiada sebutan turus halaju.

H = Δz + p/(ρ·g) + hL = 16 + 15.29 + 12.2 = 43.49 m

Jawapan

H = 43.49 m
25.Nilai masa wang

Jawapan: FV = 4190 €

Nilai masa wang: wang hari ini bernilai lebih daripada jumlah yang sama pada masa hadapan, kerana ia boleh memperoleh faedah. Dengan kadar faedah i bagi setiap tempoh, suatu jumlah bertambah sebagai FV = PV·(1 + i)n. Siri bayaran yang sama (anuiti) dinilai dengan menjumlahkan setiap bayaran, yang memberikan formula anuiti.

Kadar dan bilangan tempoh

i = r/m = 0.048/4 = 0.012
N = m·n = 4·7 = 28

Nilai masa hadapan

FV = 3 000·(1 + 0.012)28 = 3 000·1.397 = €4 189.63

Jawapan

FV = €4 189.63
26.Nilai masa wang

Jawapan: N = 24 bayaran

Nilai masa wang: wang hari ini bernilai lebih daripada jumlah yang sama pada masa hadapan, kerana ia boleh memperoleh faedah. Dengan kadar faedah i bagi setiap tempoh, suatu jumlah bertambah sebagai FV = PV·(1 + i)n. Siri bayaran yang sama (anuiti) dinilai dengan menjumlahkan setiap bayaran, yang memberikan formula anuiti.

Susun semula rumus anuiti

i = 0.004
(1 + i)−N = 1 − 25 000·0.004/1100 = 0.9091

Selesaikan dengan logaritma

N = −ln(0.9091)/ln(1.004) = 23.88

Bundarkan ke atas kepada bilangan bayaran penuh

23 bayaran penuh meninggalkan baki kecil, yang dilunaskan oleh bayaran terakhir yang lebih kecil.

N = 24

Jawapan

N = 24 bayaran
27.NPV & IRR

Jawapan: DPB = 3.82 tahun

Tempoh bayar balik: masa sehingga aliran tunai terkumpul membayar balik pelaburan awal. Tunai dianggap masuk secara sekata sepanjang setiap tahun, maka bahagian terakhir ialah pecahan tahun. Bayar balik mudah mengabaikan nilai masa wang; tempoh bayar balik berdiskaun menggunakan aliran tunai yang didiskaunkan.

Aliran tunai berdiskaun dan terkumpul

tahun 1: 13 500/1.05 = 12 857.14 → Σ = 12 857.14
tahun 2: 16 000/1.103 = 14 512.47 → Σ = 27 369.61
tahun 3: 18 000/1.158 = 15 549.08 → Σ = 42 918.69
tahun 4: 10 500/1.216 = 8 638.38 → Σ = 51 557.07

Pecahan tahun terakhir

DPB = 3 + 7 081.31/8 638.38 = 3.82

Jawapan

DPB = 3.82 tahun

Bayar balik berdiskaun sentiasa lebih panjang daripada bayar balik mudah (3.238 tahun).

28.NPV & IRR

Jawapan: MIRR = 12.56 %

IRR terubah suai: majmukkan setiap aliran masuk ke hadapan hingga hujung projek pada kadar pelaburan semula (biasanya kos modal) untuk mendapatkan nilai akhir TV. MIRR ialah kadar yang menukarkan pelaburan awal kepada TV: MIRR = (TV/C₀)^(1/n) − 1.

Nilai akhir aliran masuk

21 000·1.082 = 24 494.40
29 000·1.081 = 31 320.00
15 500·1.080 = 15 500.00
TV = 71 314.40

MIRR

MIRR = (71 314.40/50 000)1/3 − 1 = 12.56%

Jawapan

MIRR = 12.56%
29.Taburan normal

Jawapan: P = 0.8413

Hasil tambah dan beza pemboleh ubah normal: jika X dan Y tak bersandar dan normal, X + Y dan X − Y juga normal. Min ditambah atau ditolak: E(X ± Y) = μX ± μY. Varians sentiasa ditambah, juga untuk beza: Var(X ± Y) = σX² + σY², jadi σ = √(σX² + σY²). Sisihan piawai tidak pernah ditambah secara langsung. Jumlah n item tak bersandar dengan taburan yang sama mempunyai min n·μ dan sisihan piawai σ·√n. Kemudian piawaikan seperti biasa: z = (x − min)/σ dan baca Φ(z).

Taburan jumlah

μT = 400 g, σT = 1.2·√10 = 3.795 g

Piawaikan

z = (403.8 − 400)/3.795 = 1

Kebarangkalian

P = Φ(1) = 0.8413

Jawapan

P = 0.8413
30.Taburan normal

Jawapan: x = 261.6 g

Taburan normal: tukar nilai x kepada skor-z, z = (x − μ)/σ, yang mengira sisihan piawai daripada min. Jadual-z (atau Φ(z)) memberikan luas di sebelah kiri z, iaitu P(X < x). Luas di sebelah kanan ialah 1 − Φ(z), dan luas antara dua nilai ialah beza antara dua luas tersebut.

z untuk persentil

Φ(z) = 0.99 → z = 2.326

Kembali kepada x

x = 250 + 2.326·5 = 261.63 g

Jawapan

x = 261.63 g

Ini ialah bahan latihan bebas. ExamProblems tidak berafiliasi dengan atau disokong oleh organisasi yang mengendalikan peperiksaan ini, dan nama peperiksaan hanya digunakan untuk menerangkan kandungannya. FE exam dikendalikan oleh NCEES, yang tidak bergabung dengan ExamProblems dan tidak menyokongnya.

ExamProblems · examproblems.com/courses/fe-exam-civil