KWALIFIKACJA MEC3 + MEC5 + MEC8 + MEC9 - STYCZEŃ 2013

PYTANIE NR 32.
Jeżeli wózek suwnicy w ciągu 5 minut pokonuje drogę od punktu 1 do 3, to w tym samym czasie brama suwnicy przemieszcza się z punktu 4 do 2. Hak suwnicy rozpoczynający swój ruch w punkcie 1 znajdzie się po upływie tego samego czasu w punkcie 2, jeżeli jego prędkość liniowa Vz, będzie spełniać zależność
Ilustracja przedstawia schemat suwnicy, który jest używany w kontekście egzaminu zawodowego dla technika mechanika.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Hak ma osiągnąć punkt 2 w tym samym czasie, w którym wózek jedzie od 1 do 3, a brama od 4 do 2.
Na rysunku każda z trzech składowych drogi w osi (wózek, brama, podnoszenie) ma 10 m i trwa 5 min, więc z v=s/t wynika równość prędkości: Vz=Vw=Vb.

Pełne wyjaśnienie:

W suwnicy bramowej występują trzy niezależne ruchy realizowane przez trzy napędy: ruch bramy po torze (prędkość Vb), ruch wózka po moście (prędkość Vw) oraz ruch haka w pionie (prędkość Vz). Są to ruchy wzdłuż prostopadłych osi, więc położenie haka w przestrzeni jest wynikiem jednoczesnego wykonania trzech składowych przemieszczenia.

Warunek z treści: w ciągu 5 minut wózek przejeżdża od punktu 1 do 3, a brama w tym samym czasie przemieszcza się od punktu 4 do 2. Aby hak, startując w punkcie 1, znalazł się po upływie tych samych 5 minut w punkcie 2, musi w tym czasie "zrealizować" każdą wymaganą składową przemieszczenia: w osi wózka, w osi bramy oraz w osi pionowej (opuszczenie/podniesienie).

Z opisu rysunku wynika, że przestrzeń robocza ma wymiary 10 m × 10 m × 10 m, a odpowiadające składowe przesunięcia między wskazanymi punktami mają długość 10 m. Skoro dla każdej osi droga składowa jest taka sama (10 m) i czas jest taki sam (5 min), to z definicji prędkości v = s / t dostajemy identyczne wartości prędkości liniowych w każdej osi. Dlatego poprawna zależność to Vz = Vw = Vb.

Dlaczego pozostałe propozycje są błędne? Liczby 14,1 i 17,3 sugerują wykorzystanie przekątnych: 10√2 ≈ 14,14 (przekątna ściany) oraz 10√3 ≈ 17,32 (przekątna sześcianu). To jest typowa pułapka: w zadaniu nie pytamy o prędkość wypadkową haka w przestrzeni, tylko o warunek na prędkość liniową ruchu haka w pionie, aby przy jednoczesnych ruchach pozostałych napędów dotrzeć do konkretnego punktu. Składowe prędkości w prostopadłych osiach nie muszą być przeliczane przez długość przekątnej; kluczowy jest ten sam czas realizacji składowych drogi.

W praktyce operator (lub automat sterujący) synchronizuje trzy napędy. Gdy składowe prędkości są równe, hak porusza się po przekątnej przestrzennej sześcianu, ale równość dotyczy składowych, a nie "jednej prędkości przekątnej" podstawianej do każdej osi.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To prędkości trzech niezależnych napędów: Vb dotyczy jazdy bramy po torze, Vw przesuwu wózka po moście, a Vz ruchu haka w pionie (podnoszenie/opuszczanie). Każda działa w innej, prostopadłej osi.
Hak zmienia położenie jako suma trzech jednoczesnych przemieszczeń: wzdłuż toru (brama), w poprzek mostu (wózek) i w pionie (hak). Jeśli napędy pracują równocześnie, tor ruchu haka w przestrzeni zależy od proporcji prędkości składowych.
Bo każda oś ma do pokonania taką samą drogę składową (10 m w sześcianie 10×10×10 m) w tym samym czasie (5 min). Z v=s/t wynika, że skoro s i t są równe dla każdej osi, to i prędkości składowe muszą być równe.
Nie. Vz to prędkość w osi pionowej, niezależna od ruchu bramy i wózka. Wypadkową można rozważać dla całkowitej prędkości przestrzennej haka, ale zadanie pyta o warunek na prędkość w jednej osi, aby w danym czasie zrealizować składową drogi.
To przybliżenia długości przekątnych: 10√2 ≈ 14,14 (przekątna ściany) i 10√3 ≈ 17,32 (przekątna sześcianu). Uczeń często błędnie przenosi te wartości na prędkości składowe, myląc geometrię drogi w przestrzeni z warunkiem w osiach.
Stosuje się zależność v = s / t. Najpierw upewnij się, że jednostki są spójne (np. metry i minuty). W zadaniach z suwnicą tę zasadę stosuje się osobno dla każdej osi ruchu (brama, wózek, hak), jeśli analizujesz prędkości składowe.
Gdy chcesz, aby ładunek przemieszczał się płynnie po zadanej trajektorii (np. "na skos" w hali) i dotarł do celu w określonym czasie. Synchronizacja ogranicza bujanie ładunku, skraca cykl transportowy i ułatwia precyzyjne pozycjonowanie przy odkładaniu elementów.
Najczęściej: mylenie prędkości składowych z wypadkową, podstawianie długości przekątnej (10√2 lub 10√3) zamiast składowych 10 m, ignorowanie warunku "w tym samym czasie" oraz nieuwzględnianie, że brama, wózek i hak pracują w prostopadłych osiach.
Jeśli w treści jest mowa o oddzielnych napędach i ich prędkościach (np. Vb, Vw, Vz), zwykle chodzi o składowe w osiach. Prędkość wypadkowa pojawia się, gdy pytanie dotyczy "jak szybko porusza się hak w przestrzeni", bez rozdzielania osi.
Najpierw wypisz trzy osie ruchu i przypisz im drogi składowe z rysunku. Następnie sprawdź, czy czas jest wspólny dla wszystkich ruchów. Jeśli drogi składowe są równe, natychmiast wynika równość prędkości. Dopiero gdy drogi różnią się, licz proporcje v.
info

Około 32% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. bardzo trudne

Źródła:

  • Wikipedia: "Velocity" (definicja v = ds/dt, zależność prędkości, drogi i czasu) – https://en.wikipedia.org/wiki/Velocity - dostęp 2026-02-27
  • Wikipedia: "Gantry crane" (opis suwnicy bramowej jako urządzenia dźwignicowego) – https://en.wikipedia.org/wiki/Gantry_crane - dostęp 2026-02-27
  • Wikipedia: "Crane (machine)" (ogólny opis żurawi/suwnic i ich ruchów) – https://en.wikipedia.org/wiki/Crane_(machine) - dostęp 2026-02-27

Materiały:

  • Podręczniki/rozdziały z fizyki: kinematyka, ruch w wielu wymiarach, wektory prędkości i przemieszczenia
  • Materiały dydaktyczne z podstaw budowy i eksploatacji suwnic (pojęcia: brama, wózek, mechanizm podnoszenia)
  • Zestawy zadań z kinematyki dotyczące ruchu złożonego i synchronizacji ruchów w osiach prostopadłych

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego