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​ = 20 kNABRA​ = ?RB​1 m1 m3 m

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

L = 5 mP1 = 35 kN pada 1 mP2 = 20 kN pada 2 m
RA = kN
2.Tindak balas penyokong rasukSukar
w = 5 kN/mP = 30 kNABRA​ = ?RB​1 m1 m2 m

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

L = 4 mP = 30 kN pada 1 mw = 5 kN/m dari 1 hingga 2 m
RA = kN
3.Kekuda: kaedah sambunganSederhana
ABCDEFGH25 kN40 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: 25 kN ↓G: 40 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
ABCDEFGH15 kN20 kN30 kN10 kN25 kN25 kN4 × 4 m4 m

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

B: 15 kN ↓C: 20 kN ↓F: 30 kN ↓G: 10 kN ↓H: 25 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
5.Daya ricih & momen lenturSederhana
w = 3 kN/mABkeratan3 m1 m

Cari momen lentur Mx pada keratan x = 3 m dari penyokong A. Gunakan momen lenturan positif jika melendut ke bawah (sagging) dan ricih ke atas pada muka kiri positif.

L = 4 mw = 3 kN/m dari 0 hingga 4 mx = 3 m
Mx = kN·m
6.Daya ricih & momen lenturSukar
6 kN/m45 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.

45 kN @ 6 m6 kN/m, 0–5 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 = 6 kN/mδL = 2 m

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

w = 6 kN/mL = 2 mE = 11 GPa (kayu balak)I = 36 × 10⁶ mm⁴
δmax = mm
8.Pesongan rasukSukar
P = 12 kNABδ3.5 m2.5 m

Rasuk disokong mudah membawa beban titik P pada b = 2.5 m dari penyokong B. Cari pesongan maksimum δmax rasuk.

P = 12 kNb = 2.5 mL = 6 mE = 200 GPa (keluli)I = 36 × 10⁶ mm⁴
δmax = mm
9.Lengkokan tiangSederhana
PL = 3 m30 × 80 mmkeratan rentas

Satu tiang sepanjang L diperbuat daripada keluli dan tetap pada kedua-dua hujung. Dengan formula Euler, cari beban lengkokan kritikal Pcrnya.

L = 3 mE = 200 GPa (keluli)b × h = 30 × 80 mm
Pcr = kN
10.Lengkokan tiangSukar
PL = 2 md = 25 mmkeratan rentas

Satu tiang sepanjang L diperbuat daripada keluli dan dengan pin pada kedua-dua hujung. Cari kelangsingannya dan tegasan lengkokan kritikal σcr daripada formula Euler.

L = 2 mE = 200 GPa (keluli)d = 25 mm
σcr = MPa
11.Sentroid & momen luas keduaSederhana
220101608xdimensi dalam mm

Cari momen luas kedua Ix keratan-T pada paksi mengufuk x yang melalui sentroidnya.

bf = 220 mmtf = 10 mmtw = 8 mmhw = 160 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
12.Sentroid & momen luas keduaSukar
100 mm150 mm52.5 mm30 × 30xIx​ = ?

Plat 100 mm × 150 mm mempunyai potongan segi empat tepat selebar 30 mm dan setinggi 30 mm, berpusat pada garis tengah menegak dengan pusatnya 52.5 mm di atas bahagian bawah. Cari momen luas kedua Ix pada paksi mengufuk melalui sentroid.

b = 100 mmh = 150 mmpotongan: 30 × 30 mmpusat lubang: y = 52.5 mm
Ix = × 10⁶ mm⁴
13.Tegasan berkesan dalam tanahSederhana
pasirγd​ = 16 kN/m³γsat​ = 19 kN/m³9 mparas air bumiXz = 9 m

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

z = 9 mzw = 2 mγw = 9.81 kN/m³pasir: γd = 16 kN/m³pasir: γsat = 19 kN/m³
σ′ = kPa
14.Tegasan berkesan dalam tanahSukar
pasirγd​ = 17 kN/m³γsat​ = 19.5 kN/m³4 mlempungγsat​ = 17 kN/m³4 mparas air bumiXz = 6 m

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

z = 6 mzw = 2 mγw = 9.81 kN/m³pasir: γd = 17 kN/m³pasir: γsat = 19.5 kN/m³lempung: γsat = 17 kN/m³
σ = kPa
15.Enapan pengukuhanSederhana
Δσ = 15 kPapasirlempungCc​ = 0.2, Cr​ = 0.05e0​ = 1σ′0​ = 40 kPaσ′p​ = 70 kPa5.5 mparas air bumi

Satu lapisan lempung terkukuh lebih setebal 5.5 m mempunyai Cc = 0.2, Cr = 0.05 dan e₀ = 1. Pada kedalaman tengahnya tegasan berkesan menegak ialah 40 kPa dan tekanan prapengukuhan ialah 70 kPa. Sebuah bangunan baharu menambah 15 kPa tegasan menegak pada kedalaman tengah. Cari enapan pengukuhan primer S dalam mm.

H = 5.5 mCc = 0.2Cr = 0.05e0 = 1σ′0 = 40 kPaσ′p = 70 kPaΔσ = 15 kPa
S = mm
16.Enapan pengukuhanSukar
pasirlempungH = 5.5 mcv​ = 0.8 m²/tahun5.5 mbatuan tak telapparas air bumi

Satu lapisan lempung setebal 5.5 m mempunyai pekali pengukuhan cv = 0.8 m²/tahun. Ia terletak di atas batuan tak telap, dengan pasir di atasnya, jadi air mengalir keluar hanya di atas. Bagi pengukuhan purata 80% faktor masa ialah Tv = 0.567. Berapa tahun t yang diambil oleh lapisan itu untuk mencapai 80% pengukuhan?

H = 5.5 mcv = 0.8 m²/tahunU = 80%Tv = 0.567saliran tunggal
t = tahun
17.Daya hidrostatikSederhana
pintu aird = 1 mH = 3 m

Satu pintu air segi empat tepat menegak selebar 3 m terletak pada dinding tangki air, dengan tepi atasnya 1 m di bawah permukaan. Cari daya hidrostatik paduan F pada pintu air itu.

d = 1 mH = 3 mb = 3 mρ = 1000 kg/m³g = 9.81 m/s²
F = kN
18.Daya hidrostatikSukar
pintu aird = 2 mH = 1 m

Satu pintu air segi empat tepat menegak selebar 1.5 m terletak pada dinding tangki gliserin, dengan tepi atasnya 2 m di bawah permukaan. Cari kedalaman ycp pusat tekanan di bawah permukaan.

d = 2 mH = 1 mb = 1.5 mρ = 1260 kg/m³g = 9.81 m/s²
ycp = m
19.Geseran paip & kehilangan turusSederhana
V = 2.2 m/sD = 250 mmL = 150 mf = 0.03

Air (ρ = 1000 kg/m³) mengalir pada 2.2 m/s melalui paip mengufuk sepanjang 150 m dengan diameter dalam 250 mm. Gunakan faktor geseran Darcy f = 0.03 dan g = 9.81 m/s². Cari susutan tekanan Δp sepanjang paip dalam kPa.

V = 2.2 m/sL = 150 mD = 250 mmf = 0.03ρ = 1000 kg/m³
Δp = kPa
20.Geseran paip & kehilangan turusSukar
K = 5Δz = ?L = 100 m, D = 150 mm, f = 0.0223× lengkuk (K = 0.3)

Dua takungan terbuka disambung oleh paip sepanjang 100 m dengan diameter dalam 150 mm dan faktor geseran Darcy f = 0.022. Kehilangan kecil ialah masukan bertepi segi empat (K = 0.5), 3 lengkuk (K = 0.3 setiap satu), injap (K = 5) dan keluaran ke dalam takungan bawah (K = 1.0). Gunakan g = 9.81 m/s². Apakah beza aras air Δz antara takungan yang memberikan kadar alir 50 L/s?

Q = 50 L/sL = 100 mD = 150 mmf = 0.022Kentrance = 0.5Kbend = 0.3 (×3)Kvalve = 5Kexit = 1.0
Δz = m
21.Aliran saluran terbuka (Manning)Sederhana
D = 1200 mmn = 0.013, S = 0.005

Sebuah pembetung air ribut konkrit dengan diameter dalam 1200 mm mengalir tepat penuh (sebagai saluran terbuka, bukan di bawah tekanan). n Manning = 0.013 dan cerun ialah S = 0.005. Cari kadar alir Q dalam m³/s.

D = 1200 mmn = 0.013S = 0.005
Q = m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)Sukar
b = 1 my = 0.7 m1 : 1n = 0.015, Q = 3 m³/s

Satu saluran kerja bata trapezoid dengan lebar dasar 1 m dan cerun sisi 1:1 (mengufuk:menegak) mesti membawa 3 m³/s dalam aliran seragam pada kedalaman 0.7 m. n Manning = 0.015. Cari cerun dasar yang diperlukan S (dalam m/m).

Q = 3 m³/sb = 1 my = 0.7 mz = 1n = 0.015
S = m/m
23.Pam & kuasa pamSederhana
PQ = 150 L/sH = 36 m

Dalam satu ujian, satu pam menghantar 150 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) melawan turus 36 m manakala acinya mengambil 73.6 kW. Gunakan g = 9.81 m/s². Cari kecekapan pam η dalam peratus.

Q = 150 L/sH = 36 mPshaft = 73.6 kWg = 9.81 m/s²
η = %
24.Pam & kuasa pamSukar
PQ = 50 L/sΔz = 10 mL = 100 m, D = 200 mm, f = 0.018, ΣK = 8

Satu pam memindahkan 50 L/s air (ρ = 1000 kg/m³) dari takungan bawah yang terbuka ke tangki atas yang permukaan airnya 10 m lebih tinggi. Paip itu sepanjang 100 m dengan diameter dalam 200 mm dan faktor geseran Darcy f = 0.018; jumlah pekali kehilangan kecil ialah ΣK = 8 (masukan dan keluaran disertakan). Gunakan g = 9.81 m/s². Kecekapan pam ialah 85%. Cari kuasa aci Pshaft dalam kW.

Q = 50 L/sΔz = 10 mL = 100 mD = 200 mmf = 0.018ΣK = 8η = 85%
Pshaft = kW
25.Nilai masa wangSederhana
tahun0123PV = ?€5 000

Anda memerlukan €5 000 dalam 3 tahun. Sebuah akaun membayar 3.6% setahun, dikompaun setiap bulan. Berapakah yang mesti anda depositkan hari ini? Cari nilai kini PV.

FV = €5 0003.6% / 12n = 3
PV = €
26.Nilai masa wangSukar
bulan0123…36€30 000AAAA7.2% / 12, I = ?

Pinjaman €30 000 dibayar balik dengan bayaran bulanan yang sama sepanjang 3 tahun pada 7.2% setahun, dimajmukkan setiap bulan. Berapakah jumlah faedah I yang dibayar sepanjang hayat pinjaman?

P = €30 0007.2% / 12N = 36
I = €
27.NPV & IRRSederhana
tahun012345−50 00014 50013 00018 00019 00018 000

Sebuah projek berkos €50 000 hari ini dan memulangkan €14 500, €13 000, €18 000, €19 000, €18 000 pada hujung tahun 1 hingga 5. 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 = 14 500CF2 = 13 000CF3 = 18 000CF4 = 19 000CF5 = 18 000
DPB = tahun
28.NPV & IRRSukar
tahun0123−50 00035 50027 50022 500

Satu projek berkos €50 000 dan memberi pulangan €35 500, €27 500, €22 500 pada akhir tahun 1 hingga 3. Cari kadar pulangan dalamannya IRR dalam peratus.

CF0 = −50 000CF1 = 35 500CF2 = 27 500CF3 = 22 500
IRR = %
29.Taburan normalSederhana
144 kg141.2 kgT = X₁ + … + X₁₂?

Jisim kotak adalah tak bersandar dan normal dengan min 12 kg dan sisihan piawai 0.8 kg. Cari kebarangkalian P bahawa jumlah jisim 12 daripadanya di bawah 141.2 kg. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.

μ = 12 kgσ = 0.8 kgn = 12< 141.2 kg
P =
30.Taburan normalSukar
0.02 mm0D − d?

Diameter lubang D adalah normal dengan min 25.02 mm dan sisihan piawai 0.01 mm. Diameter aci d adalah tak bersandar dan normal dengan min 25 mm dan sisihan piawai 0.015 mm. Aci yang dipilih secara rawak muat apabila D − d > 0. Cari kebarangkalian P bahawa ia muat. Bundarkan z kepada dua tempat perpuluhan.

lubang: μ = 25.02 mm, σ = 0.01 mmaci: μ = 25 mm, σ = 0.015 mm
P =

3Larutan

1.Tindak balas penyokong rasuk

Jawapan: RA = 40 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​ = 20 kNABRA​RB​1 m1 m3 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·5 = 35·1 + 20·2
RB = 75/5 = 15 kN
ΣFy = 0: RA = 55 − 15 = 40 kN

Jawapan

RA = 40 kN
2.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.

w = 5 kN/mP = 30 kNABRA​RB​1 m1 m2 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.

Paduan UDL: W = w·ℓ = 5·1 = 5 kN, bertindak pada x̄ = 1.5 m
ΣMA = 0: RB·4 = 30·1 + 5·1·1.5
RB = 37.5/4 = 9.375 kN
ΣFy = 0: RA = 35 − 9.375 = 25.63 kN

Jawapan

RA = 25.63 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: 24.38 kN (T), BC: 24.38 kN (T), CD: 43.12 kN (T), DE: 43.12 kN (T), FG: 48.75 kN (C), GH: 48.75 kN (C), AF: 40.63 kN (C), HE: 71.87 kN (C), BF: 0, CG: 40 kN (C), DH: 25 kN (T), FC: 40.63 kN (T), HC: 9.375 kN (T)

Jawapan

Anggota daya sifar: BF
4.Kekuda: kaedah sambungan

Jawapan: anggota DH

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 D

CD dan DE terletak pada satu garis lurus dan sendi tidak membawa beban. Mengimbangkan daya merentasi garisan itu meninggalkan hanya DH.

ΣF⊥ = 0 → FDH = 0

Semak dengan kaedah sendi

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

AB: 36.25 kN (T), BC: 36.25 kN (T), CD: 38.75 kN (T), DE: 38.75 kN (T), FG: 77.5 kN (C), GH: 77.5 kN (C), AF: 86.62 kN (C), HE: 54.8 kN (C), BF: 15 kN (T), CG: 10 kN (C), DH: 0, FC: 22.98 kN (T), HC: 19.45 kN (T)

Jawapan

Anggota daya sifar: DH
5.Daya ricih & momen lentur

Jawapan: Mx = 4.5 kN·m

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 = 3·4 = 12 kN, bertindak pada x̄ = 2 m
ΣMA = 0: RB·4 = 3·4·2
RB = 24/4 = 6 kN
ΣFy = 0: RA = 12 − 6 = 6 kN
w = 3 kN/mABRA​ = 6RB​ = 6keratan3 m1 m

Potong pada x = 3 m dan simpan bahagian kiri

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

M = RA·x − (setiap beban di kiri keratan × jaraknya ke keratan)
Mx = 6·3 − 3·3·1.5 = 4.5 kN·m

Jawapan

Mx = 4.5 kN·m
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 = 6 kN, R2 = 69 kN

Momen lentur pada setiap tanda

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

MA = 0, MB = 3, MC = 0, MD = −9, ME = −24, MF = −45 kN·m, MG = 0

Jawapan

Tanda F: MF = −45 kN·m
7.Pesongan rasuk

Jawapan: δmax = 3.157 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 = 6 N/mm, L = 2000 mm
EI = 3.96 × 10¹¹ N·mm²

Pesongan

δmax = 5wL⁴/(384EI) = 5·6·2000⁴/(384·3.96 × 10¹¹) = 3.157 mm

Jawapan

δmax = 3.157 mm
8.Pesongan rasuk

Jawapan: δmax = 7.229 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.

P = 12000 N, b = 2500 mm, L = 6000 mm
EI = 7.2 × 10¹² N·mm²

Kedudukan maksimum

Menetapkan cerun dalam segmen yang lebih panjang kepada sifar memberikan kedudukannya.

x = √((L² − b²)/3) = √((6000² − 2500²)/3) = 3149 mm

Pesongan maksimum

δmax = Pb(L² − b²)3/2/(9√3·EIL) = 7.229 mm

Jawapan

δmax = 7.229 mm
9.Lengkokan tiang

Jawapan: Pcr = 157.9 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 = 80·30³/12 = 180000 mm⁴

Panjang berkesan

KL = 0.5·3000 = 1500 mm

Beban kritikal

Pcr = π²EI/(KL)² = π²·200000·180000/1500² = 157914 N = 157.9 kN

Jawapan

Pcr = 157.9 kN
10.Lengkokan tiang

Jawapan: σcr = 19.28 MPa

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

Keratan bulat mempunyai I yang sama pada setiap paksi.

I = πd⁴/64 = π·25⁴/64 = 19175 mm⁴

Jejari legaran dan kelangsingan

A = 490.9 mm²
r = √(I/A) = √(19175/490.9) = 6.25 mm
KL = 1·2000 = 2000 mm
KL/r = 2000/6.25 = 320

Tegasan kritikal

σcr = π²E/(KL/r)² = π²·200000/320² = 19.28 MPa

Jawapan

σcr = 19.28 MPa
11.Sentroid & momen luas kedua

Jawapan: Ix = 8.595 × 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.

Bahagikan kepada dua segi empat tepat

Ukur setiap y dari tepi bawah.

bebibir: Af = 220·10 = 2200 mm², yf = 160 + 10/2 = 165 mm
web: Aw = 8·160 = 1280 mm², yw = 160/2 = 80 mm

Sentroid

ȳ = (Afyf + Awyw)/(Af + Aw) = (2200·165 + 1280·80)/3480 = 133.7 mm

Teorem paksi selari

bebibir: 220·10³/12 + 2200·(165 − 133.7)² = 2.169 × 10⁶ mm⁴
web: 8·160³/12 + 1280·(80 − 133.7)² = 6.427 × 10⁶ mm⁴
Ix = 2.169 × 10⁶ + 6.427 × 10⁶ = 8.595 × 10⁶ mm⁴ = 8.595 × 10⁶ mm⁴

Jawapan

Ix = 8.595 × 10⁶ mm⁴
12.Sentroid & momen luas kedua

Jawapan: Ix = 27.57 × 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 − 900·52.5)/(15000 − 900) = 76.44 mm

Plat penuh pada ȳ

100·150³/12 + 15000·−1.436² = 28.16 × 10⁶ mm⁴

Lubang pada ȳ

30·30³/12 + 900·−23.94² = 0.5831 × 10⁶ mm⁴

Tolak

Ix = 27.57 × 10⁶ mm⁴

Jawapan

Ix = 27.57 × 10⁶ mm⁴
13.Tegasan berkesan dalam tanah

Jawapan: σ′ = 96.33 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) = 16·2 + 19·7 = 165 kPa

Tekanan air liang

Tekanan air bertambah dengan kedalaman di bawah paras air bumi.

u = γw·(z − zw) = 9.81·7 = 68.67 kPa

Tegasan berkesan

σ′ = σ − u = 165 − 68.67 = 96.33 kPa

Jawapan

σ′ = 96.33 kPa
14.Tegasan berkesan dalam tanah

Jawapan: σ = 107 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·2 + γsat,sand·2 + γsat,clay·2
σ = 17·2 + 19.5·2 + 17·2 = 107 kPa

Jawapan

σ = 107 kPa
15.Enapan pengukuhan

Jawapan: S = 19.02 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.

Bandingkan dengan tekanan prapengukuhan

σ′f = 40 + 15 = 55 kPa ≤ 70 kPa

Enapan

Lempung kekal pada garis pemampatan semulanya.

S = Cr·H/(1 + e0)·log₁₀(σ′f/σ′0) = 0.05·5.5/(1 + 1)·log₁₀(55/40) = 19.02 mm

Jawapan

S = 19.02 mm
16.Enapan pengukuhan

Jawapan: t = 21.44 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 = 5.5 m

Masa

t = Tv·Hdr²/cv = 0.567·5.5²/0.8 = 21.44 tahun

Jawapan

t = 21.44 tahun
17.Daya hidrostatik

Jawapan: F = 220.7 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 = 1 + 3/2 = 2.5 m
A = H·b = 3·3 = 9 m²
pintu aird = 1 mH = 3 mF

Daya paduan

F = ρ·g·yc·A = 1000·9.81·2.5·9 = 220.7 kN

Jawapan

F = 220.7 kN
18.Daya hidrostatik

Jawapan: ycp = 2.533 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 = 2 + 1/2 = 2.5 m
A = H·b = 1·1.5 = 1.5 m²
pintu aird = 2 mH = 1 mF

Daya paduan

F = ρ·g·yc·A = 1260·9.81·2.5·1.5 = 46.35 kN

Pusat tekanan

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

Ic = b·H³/12 = 1.5·1³/12 = 0.125 m⁴
ycp = yc + Ic/(yc·A) = 2.5 + 0.125/(2.5·1.5) = 2.533 m

Jawapan

ycp = 2.533 m
19.Geseran paip & kehilangan turus

Jawapan: Δp = 43.56 kPa

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.

Kehilangan turus

hf = f·(L/D)·V²/(2g) = 0.03·(150/0.25)·2.2²/(2·9.81) = 4.44 m

Susutan tekanan

Paip itu mengufuk dan halaju tidak berubah, jadi persamaan tenaga dipermudahkan kepada Δp = ρ·g·hf.

Δp = ρ·g·hf = 1000·9.81·4.44 = 43560 Pa = 43.56 kPa

Jawapan

Δp = 43.56 kPa
20.Geseran paip & kehilangan turus

Jawapan: Δz = 9.004 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 = 0.05/0.01767 = 2.829 m/s
V²/(2g) = 0.408 m

Pekali kehilangan

f·L/D = 0.022·100/0.15 = 14.67
ΣK = 0.5 + 3·0.3 + 5 + 1.0 = 7.4

Jumlah kehilangan turus

hf = 14.67·0.408 = 5.984 m
hm = 7.4·0.408 = 3.019 m
Δz = hf + hm = 9.004 m

Jawapan

Δz = 9.004 m
21.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawapan: Q = 2.757 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 = 1.131 m², R = D/4 = 0.3 m

Halaju

V = (1/0.013)·0.32/3·0.0051/2 = 2.438 m/s

Kadar alir

Q = A·V = 1.131·2.438 = 2.757 m³/s

Jawapan

Q = 2.757 m³/s
22.Aliran saluran terbuka (Manning)

Jawapan: S = 0.004863 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 + z·y)·y = (1 + 1·0.7)·0.7 = 1.19 m²
P = b + 2y·√(1 + z²) = 1 + 2·0.7·√(1 + 1²) = 2.98 m
R = A/P = 0.3993 m

Selesaikan Manning untuk S

S1/2 = n·Q/(A·R2/3) = 0.015·3/(1.19·0.5423) = 0.06973
S = 0.06973² = 0.004863

Jawapan

S = 0.004863

Itu ialah penurunan 4.863 m setiap kilometer.

23.Pam & kuasa pam

Jawapan: η = 71.98 %

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 = 1000·9.81·0.15·36 = 52.97 kW

Kecekapan

η = Ph/Pshaft = 52.97/73.6 = 71.98%

Jawapan

η = 71.98%
24.Pam & kuasa pam

Jawapan: Pshaft = 7.037 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.

Halaju

V = Q/A = 0.05/0.03142 = 1.592 m/s
V²/(2g) = 0.1291 m

Kehilangan turus

hL = (f·L/D + ΣK)·V²/(2g) = (9 + 8)·0.1291 = 2.195 m

Turus pam

H = Δz + hL = 10 + 2.195 = 12.19 m

Kuasa aci

Pshaft = ρ·g·Q·H/η = 1000·9.81·0.05·12.19/0.85 = 7.037 kW

Jawapan

Pshaft = 7.037 kW
25.Nilai masa wang

Jawapan: PV = 4489 €

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 = 0.036000000000000004/12 = 0.003
N = 12·3 = 36

Nilai kini

PV = FV/(1 + i)N = 5 000/1.114 = €4 488.86

Jawapan

PV = €4 488.86
26.Nilai masa wang

Jawapan: I = 3446 €

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.

Bayaran bulanan

i = 0.006, N = 36
A = 30 000·0.006/(1 − (1 + 0.006)−36) = €929.06

Jumlah faedah

I = N·A − P = 36·929.1 − 30 000 = €3 446.11

Jawapan

I = €3 446.11
27.NPV & IRR

Jawapan: DPB = 3.566 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: 14 500/1.05 = 13 809.52 → Σ = 13 809.52
tahun 2: 13 000/1.103 = 11 791.38 → Σ = 25 600.91
tahun 3: 18 000/1.158 = 15 549.08 → Σ = 41 149.98
tahun 4: 19 000/1.216 = 15 631.35 → Σ = 56 781.33

Pecahan tahun terakhir

DPB = 3 + 8 850.02/15 631.35 = 3.566

Jawapan

DPB = 3.566 tahun

Bayar balik berdiskaun sentiasa lebih panjang daripada bayar balik mudah (3.237 tahun).

28.NPV & IRR

Jawapan: IRR = 35.86 %

Nilai kini bersih: diskaunkan setiap aliran tunai kembali ke hari ini dengan kadar pulangan yang diperlukan r, kemudian jumlahkannya: NPV = Σ CFₜ/(1 + r)ᵗ. Projek dengan NPV > 0 memperoleh lebih daripada r dan menambah nilai. Kadar pulangan dalaman (IRR) ialah kadar yang menjadikan NPV = 0.

Kurung IRR

NPV menurun apabila kadar meningkat, jadi IRR terletak antara kadar dengan NPV positif dan kadar dengan NPV negatif.

NPV(35%) = 530.41
NPV(40%) = −2 412.54

Sempitkan

Interpolasi linear memberikan anggaran pertama; mengulanginya (atau fungsi IRR pada kalkulator) memberikan kadar tepat.

IRR ≈ 35 + 5·530.41/(530.41 − (−2 412.54)) = 35.9%
tepat: NPV(35.86%) = 0 → IRR = 35.86%

Jawapan

IRR = 35.86%
29.Taburan normal

Jawapan: P = 0.1562

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 = 144 kg, σT = 0.8·√12 = 2.771 kg

Piawaikan

z = (141.2 − 144)/2.771 = −1.01

Kebarangkalian

P = Φ(−1.01) = 0.1562

Jawapan

P = 0.1562
30.Taburan normal

Jawapan: P = 0.8665

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 beza

μ = 25.02 − 25 = 0.02 mm, σ = 0.01803 mm

Piawaikan

z = (0 − 0.02)/0.01803 = −1.11

Kebarangkalian

P = 1 − Φ(−1.11) = 0.8665

Jawapan

P = 0.8665

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