Kwalifikacje w Zawodzie - Testy zawodowe online | Egzaminy Zawodowe

KWALIFIKACJA MEC3 + MEC5 + MEC8 + MEC9 - CZERWIEC 2015



PYTANIE NR 27.
Jeżeli dla stali konstrukcyjnej węglowej naprężenia dopuszczalne na rozciąganie wynoszą 150 MPa, to zgodnie z przedstawionymi zależnościami naprężenia dopuszczalne na ścinanie wynoszą
Ilustracja przedstawia tabelę z zależnościami naprężeń dopuszczalnych dla stali konstrukcyjnych węglowych.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przyjmując wskazaną w materiale zależność między dopuszczalnym naprężeniem na ścinanie i na rozciąganie (τdop stanowi określoną część σdop), należy przeliczyć 150 MPa przez ten współczynnik. Otrzymuje się 90 MPa, co odpowiada typowej relacji, że ścinanie ma niższą wartość dopuszczalną niż rozciąganie.

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu podano dopuszczalne naprężenie na rozciąganie dla stali konstrukcyjnej: 150 MPa. Aby wyznaczyć dopuszczalne naprężenie na ścinanie, nie przyjmuje się tej samej wartości, tylko korzysta z zależności (współczynnika) podanej w materiale/ilustracji. Taka zależność wynika z przyjętej hipotezy wytężeniowej lub uproszczonych reguł projektowych, w których dopuszczalne ścinanie jest pewną częścią dopuszczalnego rozciągania.

Jeżeli z przedstawionych zależności wynika relacja typu τdop = 0,6 · σdop, to obliczenie jest proste:

  • σdop = 150 MPa
  • τdop = 0,6 · 150 MPa = 90 MPa

Dlatego poprawna jest odpowiedź "90 MPa".

Dlaczego pozostałe wartości nie pasują do typowego sensu zależności?

  • "120 MPa" oznaczałoby współczynnik 0,8. To możliwe tylko wtedy, gdy materiał (zależność) wyraźnie tak stanowi. W kontekście szkolnych zależności dla stali zwykle przyjmuje się mniejszy udział dla ścinania niż 0,8.
  • "150 MPa" to częsty błąd "przepisania" wartości z treści. Ścinanie i rozciąganie mają inne kryteria zniszczenia/poślizgu, więc dopuszczalne nie muszą być równe.
  • "180 MPa" przekracza wartość dopuszczalną na rozciąganie, co w standardowych uproszczeniach jest nielogiczne (ścinanie nie powinno mieć większej dopuszczalnej wartości niż rozciąganie przy tych samych założeniach bezpieczeństwa).

Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź, czy wynik ma sens fizyczny. Jeśli ścinanie ma być "częścią" rozciągania, wynik powinien być mniejszy od 150 MPa, a nie równy lub większy.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Co to są naprężenia dopuszczalne w obliczeniach wytrzymałościowych?
Naprężenia dopuszczalne to umowne graniczne wartości naprężeń, których nie należy przekraczać w pracy elementu. Wynikają z wytrzymałości materiału oraz przyjętego zapasu bezpieczeństwa. Stosuje się je do szybkiej oceny, czy przekrój i materiał są dobrane bezpiecznie.
Jak obliczyć naprężenie dopuszczalne na ścinanie z naprężenia na rozciąganie?
Najpierw trzeba znać zależność (współczynnik) podaną w materiale, np. że τdop jest pewną częścią σdop. Potem wykonuje się proste mnożenie: τdop = k · σdop. Kluczowe jest poprawne odczytanie wartości k.
Dlaczego naprężenie dopuszczalne na ścinanie bywa mniejsze niż na rozciąganie?
Ścinanie i rozciąganie prowadzą do innych stanów naprężenia oraz innego mechanizmu zniszczenia. W praktyce, przy typowych kryteriach wytężenia i zapasach bezpieczeństwa, dopuszczalna wartość dla ścinania przyjmuje się jako część dopuszczalnej dla rozciągania, aby zachować porównywalny poziom bezpieczeństwa.
Jakie są najczęstsze błędy w zadaniach o rozciąganiu i ścinaniu?
Najczęściej myli się rodzaj naprężenia (rozciąganie vs ścinanie) albo bezrefleksyjnie przepisuje liczbę z treści jako wynik. Częsty jest też błąd rachunkowy we współczynniku (np. pomylenie 0,6 z 0,8). Warto sprawdzić, czy wynik jest mniejszy od σdop.
Czy można przyjąć, że naprężenia dopuszczalne na ścinanie są równe na rozciąganie?
Zwykle nie. Równość τdop = σdop musiałaby wynikać wprost z przyjętych założeń lub tabel, a w typowych materiałach dydaktycznych ścinanie ma niższą wartość dopuszczalną. Na egzaminie zawsze należy stosować zależność podaną w zadaniu lub w materiałach.
Kiedy w praktyce technika mechanika liczy się naprężenia na ścinanie?
Naprężenia na ścinanie pojawiają się m.in. w sworzniach, kołkach, nitach i śrubach obciążonych poprzecznie, a także w spoinach i w elementach pracujących na skręcanie. W organizacji i nadzorze produkcji pomagają ocenić, czy zastosowane połączenia i materiały spełniają wymagania wytrzymałościowe.
Jak sprawdzić, czy wynik w MPa jest logiczny w tym typie zadania?
Jeśli zależność mówi, że naprężenie na ścinanie jest "częścią" naprężenia na rozciąganie, to wynik powinien być mniejszy od wartości dla rozciągania. Dodatkowo warto policzyć w przybliżeniu: 60% z 150 to 90, więc wynik rzędu 100 MPa jest sensowny, a 150–180 MPa już budzi wątpliwości.
Jakie pojęcia z wytrzymałości materiałów są tu najważniejsze na egzamin?
Najważniejsze są: definicja naprężenia, rozróżnienie stanów naprężenia (rozciąganie/ściskanie/ścinanie), sens "dopuszczalności" oraz umiejętność korzystania z podanych zależności lub tabel. Przydaje się też nawyk kontroli sensu wyniku i poprawnego operowania jednostką megapaskal.
Co oznacza, że zadanie odwołuje się do "przedstawionych zależności"?
To sygnał, że współczynnik przeliczeniowy lub wzór nie musi być pamięciowy, tylko jest podany w załączniku (np. na rysunku lub w tabeli). W takim przypadku należy najpierw odczytać relację między τdop i σdop, a dopiero potem wykonać obliczenie.
Jak przygotować się do podobnych zadań na kwalifikację technika mechanika?
Ćwicz zadania z prostymi przeliczeniami naprężeń dopuszczalnych, zwłaszcza dla rozciągania, ścinania i skręcania. Ucz się rozpoznawać, jaki wzór/zależność jest potrzebna oraz jak kontrolować wynik "zdrowym rozsądkiem". Pomaga też własna lista typowych współczynników z materiałów szkolnych.
info

Statystycznie 42% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Według specjalistów z branży: "Przyjmując wskazaną w materiale zależność między dopuszczalnym naprężeniem na ścinanie i na rozciąganie (τdop stanowi określoną część σdop), należy przeliczyć 150 MPa przez ten współczynnik."

Materiały:

  • Podręcznik do wytrzymałości materiałów (działy: naprężenia, hipotezy wytężeniowe, naprężenia dopuszczalne)
  • Zbiór zadań z wytrzymałości materiałów: rozciąganie, ścinanie, skręcanie
  • Notatki/arkusze wzorów używane w kształceniu zawodowym technika mechanika
Zobacz też:

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego