W kratownicy (model przegubowy) pręty przenoszą wyłącznie siły osiowe: mogą być tylko rozciągane albo ściskane. Aby określić siłę w pręcie w konkretnym węźle, stosuje się warunki równowagi węzła: ΣFx=0 oraz ΣFy=0.
Na rysunku w węźle działa siła zewnętrzna R=10 N skierowana pionowo w górę. Z węzła wychodzą pręty, w tym pręt S ustawiony pionowo oraz pręt D ustawiony poziomo. Kluczowa obserwacja: pręt poziomy D nie wnosi składowej pionowej, więc nie może równoważyć siły R w kierunku pionowym.
Rozpatrujemy więc równowagę pionową:
ΣFy=0 → R + Fy(S) = 0.
Skoro R = +10 N (do góry), to Fy(S) musi wynosić −10 N (w dół). Oznacza to, że pręt S oddziałuje na węzeł siłą skierowaną w dół o wartości 10 N, czyli "dociska" węzeł. Taki sposób oddziaływania jest charakterystyczny dla pręta ściskanego (pręt pcha węzeł). Gdyby pręt "ciągnął" węzeł (siła od węzła na zewnątrz), mówilibyśmy o rozciąganiu.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- Ściskany 5 N – nie spełnia równowagi: w pionie pozostaje niezrównoważone 5 N.
- Rozciągany 5 N – błędna wartość oraz błędny charakter pracy pręta; dodatkowo nie zamyka równowagi w pionie.
- Rozciągany 10 N – wartość mogłaby się "zgadzać", ale znak/interpretacja jest odwrotna: przy rozciąganiu pręt ciągnie węzeł, a tutaj musi go dociskać.
W praktyce rozróżnienie ściskania i rozciągania jest ważne, bo pręty ściskane wymagają sprawdzania stateczności (np. wyboczenia), a rozciągane głównie nośności na rozciąganie.
