KWALIFIKACJA MEC9 - CZERWIEC 2021

PYTANIE NR 5.
Zgodnie z przedstawionym rysunkiem dla momentu utwierdzenia wynoszącego 1500Nm długość belki x wynosi
Ilustracja przedstawia schemat belek w kontekście wytrzymałości materiałów, co jest istotne w kwalifikacji technik mechanik.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Moment utwierdzenia wyznacza się z warunku równowagi jako iloczyn siły z rysunku i jej ramienia (odległości prostopadłej) względem utwierdzenia: M = F·x. Po podstawieniu danych z rysunku otrzymuje się x = 0,75 m, czyli po przeliczeniu 750 mm.

Pełne wyjaśnienie:

W układach statycznych z utwierdzeniem (np. belka wspornikowa) moment w utwierdzeniu wynika z warunku równowagi momentów. Dla pojedynczej siły działającej prostopadle do belki moment względem utwierdzenia ma postać:

M = F · x, gdzie x jest ramieniem siły (najkrótszą, prostopadłą odległością od punktu utwierdzenia do linii działania siły).

W zadaniu kluczowe są dwa kroki:

  • Poprawny odczyt z rysunku: trzeba zidentyfikować, która siła powoduje zadany moment utwierdzenia i jaka jest geometria (gdzie leży utwierdzenie oraz gdzie działa obciążenie).
  • Rachunek i jednostki: po przekształceniu wzoru dostajemy x = M/F, a następnie wynik w metrach należy przeliczyć na milimetry (1 m = 1000 mm).

Odpowiedź "750 mm" jest spójna z typowym wynikiem, gdy z danych z rysunku po obliczeniu wychodzi 0,75 m. Taki wynik jest też logiczny w porównaniu z odpowiedziami alternatywnymi:

  • "75 mm" zwykle wskazuje na błąd rzędu wielkości (zła zamiana m ↔ mm lub pomyłka w dzieleniu).
  • "300 mm" często wynika z użycia niewłaściwego ramienia (np. odczytania innego wymiaru z rysunku).
  • "3000 mm" typowo pojawia się, gdy omyłkowo przyjęto inną siłę/inną linię działania albo pomylono jednostki momentu.

Na egzaminie warto zawsze sprawdzić sens fizyczny wyniku: większy moment przy tej samej sile oznacza większe ramię, a poprawne przeliczenie jednostek powinno zachować rząd wielkości zgodny z geometrią belki z rysunku.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Moment siły opisuje "skuteczność" siły w wywoływaniu obrotu względem punktu/osi. Dla siły prostopadłej liczy się go jako M = F · r, gdzie r to ramię (odległość prostopadła od punktu do linii działania siły). Jednostką jest N·m.
Ramię siły to najkrótsza prostopadła odległość od punktu odniesienia (np. utwierdzenia) do linii działania siły. To nie zawsze jest "długość belki" ani odcinek po skosie. Błędne ramię to najczęstsza przyczyna złego wyniku.
Utwierdzenie blokuje zarówno przesunięcie, jak i obrót końca belki. Dlatego oprócz reakcji siłowej musi "przejąć" także moment, który równoważy moment wywołany obciążeniem. W podporach przegubowych moment zwykle nie występuje, bo obrót jest dozwolony.
Siła jest w niutonach (N), długość zwykle w metrach (m) lub milimetrach (mm), a moment w niutonometrach (N·m). Gdy liczysz z N·m i N, otrzymujesz długość w metrach. Potem przelicz: 1 m = 1000 mm, aby dopasować do odpowiedzi.
Aby zamienić metry na milimetry, mnożysz przez 1000. Zatem 0,75 m = 0,75 · 1000 mm = 750 mm. Jeśli wychodzi 75 mm albo 7500 mm, to zwykle znak, że zgubiono jedno zero lub użyto złego przelicznika.
Tak. Wtedy moment liczysz z definicji M = F · r, gdzie r to prostopadła odległość do linii działania siły, albo rozkładasz siłę na składową prostopadłą i równoległą. Składowa równoległa nie daje momentu względem punktu leżącego na jej linii działania.
Najczęściej: (1) przyjęcie złego ramienia (nieprostopadłego), (2) pomylenie punktu odniesienia (liczenie względem innego punktu niż utwierdzenie), (3) zły odczyt wartości z rysunku, (4) błędna zamiana jednostek m ↔ mm, (5) pominięcie znaków momentów.
Sprawdź rząd wielkości: jeśli moment jest duży, a siła umiarkowana, ramię powinno być zauważalne (często setki mm, nie pojedyncze mm). Porównaj też z geometrią z rysunku: x nie może być większe niż realne wymiary belki w schemacie i powinno pasować do skali.
Nie zawsze. Ten wzór jest najprostszy dla pojedynczej siły i prostego ramienia. Przy kilku siłach, obciążeniu rozłożonym lub parze sił sumujesz momenty wszystkich obciążeń względem utwierdzenia. Zasada pozostaje ta sama: suma momentów w równowadze = 0.
Ćwicz schematy: belka wspornikowa, przegub, siły skupione i rozłożone. Zawsze rób kroki: (1) szkic i punkt odniesienia, (2) ramię prostopadłe, (3) równanie momentów, (4) jednostki i przeliczenie na mm. Powtarzalność procedury ogranicza błędy.
info

Około 43% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Według specjalistów z branży: "Moment utwierdzenia wyznacza się z warunku równowagi jako iloczyn siły z rysunku i jej ramienia (odległości prostopadłej) względem utwierdzenia: M = F·x."

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Moment_si%C5%82y - dostęp 2026-02-27
  • https://pl.wikipedia.org/wiki/R%C3%B3wnowaga_statyczna - dostęp 2026-02-27
  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Belka_(mechanika) - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z mechaniki technicznej (statyka): moment siły, ramię siły
  • Zestawy zadań z belki wspornikowej i obliczania momentów w utwierdzeniu
  • Karty wzorów z podstaw statyki oraz ćwiczenia z przeliczania jednostek

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego