申論 5評估車輛性能是汽車設計時很重要的步驟之一。汽車的加速性能可以用牛頓第二定律F =ma決定，其中F 是作用於車子的牽引力，m是車子的質量，a為加速度。但考慮車子轉動組件（譬如車輪）對加速特性的影響，我們可以引入所謂的質量因子（massfactor），γmF−R=γmam其中R是作用於車子的阻力。γ 可以從下列轉動件的慣性矩（moment of inertia）來m決定∑I∑Iξ2γ=1+w+iimmr2mr2其中I 是車輪的慣性矩，I 是相對於驅動輪其他連結傳動系統的轉動件在齒比為ξwii之慣性矩，γ 是車輪半徑。一部手排車的牽引力F 與引擎輸出扭矩M 的關係為eMξηF=e0tr其中ξ 是某個檔位的整體減速比，η 是傳輸效率。車速V 與引擎速度N 間之關係通0te常可以下式表示NrV= e1(−i)ξ其中i 是轉動齒輪間的滑差（slip），通常介於2-5%之間。假設有一部重21.24 kN（包括四個車輪）的手排車，每個車輪重224.6 N，輪胎滾動半徑為33 cm，且其迴轉半徑（radius of gyration）為25 cm。假設引擎在轉速3500 rpm下提供325 N．m 力矩，其等效質量的慣性矩為0.733 kg．m2，傳動系統在三檔時的整體減速比為4.28 比1，傳輸效率為85%。本部車的輪胎滾動阻力係數為0.02，空氣阻力係數為0.38，迎風面積（frontal area）為1.86 m2，空氣密度1.23 kg/m3。請決定在平面路段本車在以上狀態下的加速度。（40 分）