KWALIFIKACJA MEC3 + MEC5 + MEC8 + MEC9 - CZERWIEC 2013

PYTANIE NR 28.
Ile wynosi długość ramienia r2, działania siły F2 względem bieguna O, jeżeli moment główny układu sił względem tego bieguna wynosi 100 N m?
Ilustracja przedstawia schemat wektorowy związany z działaniem sił w układzie mechanicznym, co jest istotne w kontekście
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Ramię siły wyznacza się z zależności momentu: M = F · r, gdzie r jest odległością prostopadłą od bieguna O do linii działania F2. Po przekształceniu r2 = M/F2. Dla danych z zadania otrzymuje się r2 = 5 m.

Pełne wyjaśnienie:

W statyce moment siły względem bieguna (punktu) O opisuje "zdolność" siły do wywołania obrotu układu wokół tego punktu. Dla siły działającej w płaszczyźnie wartość momentu oblicza się ze wzoru:

M = F · r

gdzie:

  • M – moment siły względem punktu O (w N·m),
  • F – wartość siły (w N),
  • rramię siły, czyli prostopadła odległość od punktu O do linii działania siły (w m).

W zadaniu podano moment główny względem bieguna O: M = 100 N·m. Aby obliczyć ramię r2 odpowiadające sile F2, należy przekształcić wzór:

r2 = M / F2

Po podstawieniu danych z zadania (wartość F2 musi być znana z danych dołączonych do zadania, np. z rysunku lub opisu układu) otrzymuje się wynik r2 = 5 m.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne? Każda inna długość ramienia (3 m, 4 m, 2 m) dawałaby przy tej samej sile F2 inny moment M, albo przy tym samym momencie M wymagałaby innej wartości F2. To oznacza niespełnienie zależności M = F · r dla danych układu.

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdzaj, czy "ramię" to odległość prostopadła do linii działania siły, a nie odcinek mierzony "po skosie". Na końcu wykonaj szybki test jednostek: N·m podzielone przez N daje m.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Ramię siły to prostopadła odległość od punktu (bieguna) do linii działania siły. Nie jest to długość samego wektora siły ani dowolna odległość mierzona po skosie. Ramię decyduje, jak duży moment obrotowy wywoła dana siła.
W prostych zadaniach statyki korzysta się ze wzoru M = F · r, gdzie F to wartość siły, a r to ramię (odległość prostopadła). Jednostką momentu jest N·m. Jeśli znasz dwa z trzech parametrów, trzeci wyznaczasz przez przekształcenie wzoru.
Bo tylko składowa siły działająca "z ramieniem" powoduje obrót. Gdy linia działania siły przechodzi przez punkt O, ramię wynosi 0 i moment też wynosi 0. Z tego powodu w definicji ramienia zawsze pojawia się odległość prostopadła do linii działania siły.
Należy przekształcić zależność M = F2 · r2 do postaci r2 = M / F2. Potem podstawiasz dane liczbowe. Weryfikacja: wynik powinien mieć jednostkę metra, bo N·m / N = m.
Może oznaczać taki przypadek, ale nie tylko. Ten sam moment uzyskasz np. przy mniejszej sile i większym ramieniu albo przy większej sile i mniejszym ramieniu. Ogólnie istnieje wiele par (F, r), które spełniają zależność M = F · r.
Najczęściej myli się ramię z odległością "po skosie", zapomina o tym, że ramię ma być prostopadłe, albo gubi jednostki (N·m). Częsty jest też błąd nieuwagi: próba liczenia bez sprawdzenia, czy wartość siły (np. F2) jest podana w danych.
Ramię jest równe zero, gdy linia działania siły przechodzi przez biegun (punkt odniesienia). Wtedy moment siły względem tego punktu wynosi 0 N·m, niezależnie od wartości samej siły, bo nie ma "dźwigni", która wywołałaby obrót.
Zrób dwa szybkie testy: jednostki (N·m / N = m) oraz sens fizyczny (większy moment przy tej samej sile oznacza większe ramię). Dodatkowo możesz wykonać rachunek wsteczny: policz M = F2 · r2 i sprawdź, czy wraca 100 N·m.
W typowych zadaniach szkolnych oznacza to wypadkowy efekt obrotowy wszystkich sił względem wybranego bieguna O. Jeśli analizujesz jedną siłę (np. F2), to jej moment liczy się jak dla pojedynczej siły: M = F2 · r2, przy odpowiednim ramieniu.
Ćwicz rozpoznawanie: punktu odniesienia O, linii działania siły i ramienia prostopadłego. Naucz się szybkich przekształceń wzorów M = F · r, F = M / r, r = M / F. Rozwiązuj krótkie zadania z jednostkami i kontrolą wyniku.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 53% zdających egzamin. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że ramię siły wyznacza się z zależności momentu: M = F · r, gdzie r jest odległością prostopadłą od bieguna O do linii działania F2.

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Moment siły" — https://pl.wikipedia.org/wiki/Moment_si%C5%82y (dostęp: 2026-02-28)
  • Wikipedia (PL): "Dźwignia" (zależność momentów i ramię siły) — https://pl.wikipedia.org/wiki/D%C5%BAwignia (dostęp: 2026-02-28)
  • Khan Academy: "Torque" (zależność τ = rF i znaczenie ramienia prostopadłego) — https://www.khanacademy.org/science/physics/torque-angular-momentum/torque-tutorial/a/torque-article (dostęp: 2026-02-28)

Materiały:

  • Podręczniki do mechaniki technicznej (dział: statyka, momenty sił)
  • Zbiory zadań z statyki: momenty sił i pary sił
  • Karty wzorów/ściągi egzaminacyjne: moment siły, warunki równowagi

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego