KWALIFIKACJA MEC3 + MEC5 + MEC8 + MEC9 - CZERWIEC 2013

PYTANIE NR 34.
Ile wynosi promień toru kołowego po którym porusza się ciało, jeżeli przy prędkości kątowej 10 rad/s jego prędkość liniowa równa jest 20 m/s?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Korzystamy z zależności dla ruchu po okręgu: v = ωr. Po przekształceniu: r = v/ω. Podstawiamy dane: r = 20 m/s ÷ 10 rad/s = 2 m. Pozostałe odpowiedzi wynikają z pomylenia dzielenia z mnożeniem albo z błędnego przekształcenia wzoru.

Pełne wyjaśnienie:

W ruchu po okręgu prędkość liniowa (styczna) punktu na okręgu jest związana z prędkością kątową zależnością:

v = ω · r

gdzie:

  • v – prędkość liniowa w m/s,
  • ω – prędkość kątowa w rad/s,
  • r – promień toru w metrach.

Aby obliczyć promień, przekształcamy wzór:

r = v / ω

Podstawienie danych z zadania:

  • v = 20 m/s
  • ω = 10 rad/s

Obliczenie:

r = 20 / 10 = 2 m

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 1 m – odpowiadałoby sytuacji, gdy ktoś omyłkowo przyjął v = 10 m/s lub źle wykonał dzielenie 20/10.
  • 0,5 m – często wynika z odwrócenia zależności i policzenia r = ω/v = 10/20.
  • 4 m – może być skutkiem pomylenia dzielenia z mnożeniem (r = v·ω) albo błędnego założenia, że "większe liczby dają większy promień" bez rachunku.

Wskazówka egzaminacyjna: zapisz najpierw wzór symbolicznie, dopiero potem wstawiaj liczby. Na końcu sprawdź sens wyniku: przy stałym ω większa v oznacza większy r, a tu v=20 przy ω=10 daje promień rzędu kilku metrów, więc 2 m jest realistyczne.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Prędkość kątowa ω opisuje, jak szybko zmienia się kąt położenia punktu na okręgu w czasie. Jednostką jest rad/s. Im większa ω, tym szybciej ciało "obraca się" po okręgu, a dla tego samego promienia rośnie też prędkość liniowa.
Dla ruchu po okręgu obowiązuje relacja v = ω · r. Oznacza to, że prędkość liniowa na obwodzie jest proporcjonalna do promienia oraz prędkości kątowej. Po przekształceniu łatwo wyznaczyć dowolną z tych wielkości.
Najpierw zapisz wzór v = ωr, a potem przekształć go do postaci r = v/ω. Następnie podstaw wartości liczbowe i wykonaj dzielenie. To najpewniejsza metoda, bo zmniejsza ryzyko odwrócenia ułamka.
Bo po podstawieniu do wzoru r = v/ω dostajemy r = 20/10. Dzielenie daje 2. Wynik ma jednostkę metrów, co zgadza się z interpretacją promienia toru, czyli odległości od osi obrotu do punktu.
W praktyce szkolnej radian traktuje się jako wielkość bezwymiarową, więc w rachunkach jednostek najczęściej "znika". Dzięki temu przy r = v/ω otrzymujesz metry: (m/s)/(1/s) = m. Ważne jest jednak, by używać spójnych jednostek.
Najczęstsze są: odwrócenie wzoru (liczenie r = ω/v), pomylenie działań (mnożenie zamiast dzielenia) oraz pośpiech w obliczeniach 20/10. Pomaga zapis krok po kroku i szybka kontrola sensu wyniku.
Gdy pracujesz z elementami wirującymi (wał, tarcza, koło pasowe) i musisz ocenić prędkość na obwodzie. To przydatne np. przy doborze parametrów obróbki, ocenie ryzyka (zbyt duża prędkość obwodowa) albo rozumieniu danych z dokumentacji maszyn.
Prędkość liniowa v ma jednostkę m/s i dotyczy ruchu po torze (stycznie do okręgu). Prędkość kątowa ω ma jednostkę rad/s i opisuje tempo obrotu. Łączy je wzór v = ωr.
Tak. Dla stałej ω większe v oznacza większy r, bo v = ωr. Przy ω = 10 rad/s i v = 20 m/s promień nie powinien być ani bardzo mały (np. 0,5 m), ani przesadnie duży bez powodu. Dzielenie 20/10 daje rozsądne 2 m.
Warto kojarzyć też przyspieszenie dośrodkowe: a = v²/r oraz a = ω²r. Uważaj, by ich nie mieszać z relacją na prędkość. Na egzaminie często pojawia się pytanie, czy dana wielkość rośnie z r, czy maleje.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 59% zdających egzamin. średnie

Eksperci podkreślają: "Korzystamy z zależności dla ruchu po okręgu: v = ωr."

Źródła:

  • OpenStax, University Physics Volume 1, Section "Uniform Circular Motion" – relacja v = rω, https://openstax.org/books/university-physics-volume-1/pages/6-2-uniform-circular-motion (dostęp: 07.02.2026).
  • Wikipedia (PL), "Ruch jednostajny po okręgu" – zależność między ω, r i v, https://pl.wikipedia.org/wiki/Ruch_jednostajny_po_okr%C4%99gu (dostęp: 07.02.2026).

Materiały:

  • Podręcznik fizyki: dział "ruch po okręgu" (kinematyka ruchu obrotowego)
  • Zbiór zadań z kinematyki: zadania na przekształcanie v = ωr
  • Tablice/wzory z mechaniki: podstawowe zależności ruchu obrotowego

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego