KWALIFIKACJA MEC9 - STYCZEŃ 2024

PYTANIE NR 2.
Na podstawie rysunku oblicz moment zginający Mz belki, w miejscu jej utwierdzenia, przy założeniu, że siła zginająca F wynosi 4000 N.
Ilustracja przedstawia schematyczny rysunek techniczny belki utwierdzonej z jednej strony, na którą działa siła zginająca F.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Moment zginający w utwierdzeniu belki wspornikowej liczy się jako M = F · l, gdzie l to ramię siły odczytane z rysunku (od utwierdzenia do punktu przyłożenia). Dla F = 4000 N i ramienia 1,5 m otrzymujemy Mz = 6000 N·m. Jednostką jest niutonometr (Nm).

Pełne wyjaśnienie:

W belce wspornikowej (utwierdzonej z jednej strony) największy moment zginający zwykle występuje w miejscu utwierdzenia. Dla pojedynczej siły skupionej F działającej prostopadle do osi belki, moment zginający w utwierdzeniu wyznacza się z definicji momentu siły:

M = F · l, gdzie l jest ramieniem siły, czyli odległością (w metrach) od punktu, względem którego liczysz moment (tu: utwierdzenie), do linii działania siły.

W tym zadaniu wartość siły jest podana: F = 4000 N. Drugą niezbędną informacją jest ramię l, które należy odczytać z rysunku. Jeśli z rysunku wynika l = 1,5 m, to:

Mz = 4000 N · 1,5 m = 6000 N·m.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 4000 Nm – to typowy skutek pominięcia ramienia siły i przepisania samej wartości F; moment nie może mieć tej samej wartości liczbowej co siła, jeśli l ≠ 1 m.
  • 2000 Nm – wskazuje na użycie zbyt małego ramienia (np. 0,5 m) albo na błędne "podzielenie" zamiast mnożenia; w definicji momentu występuje iloczyn.
  • 8000 Nm – sugeruje przyjęcie ramienia 2 m lub innego błędnie odczytanego wymiaru; warto zawsze sprawdzić, czy odległość jest liczona dokładnie od utwierdzenia do punktu przyłożenia siły.

Wskazówka egzaminacyjna: przed obliczeniem zaznacz na rysunku punkt utwierdzenia i punkt przyłożenia siły, a następnie odczytaj odległość w metrach. Dopiero potem podstaw do wzoru i dopilnuj jednostki końcowej N·m (Nm).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Moment zginający to miara działania obciążeń powodujących zginanie elementu. W przekroju belki opisuje "siłę obrotową" obciążeń względem tego przekroju. Najczęściej liczy się go jako sumę momentów sił zewnętrznych: M = F · l, gdzie l jest ramieniem w metrach.
Dla siły skupionej działającej prostopadle do belki moment w utwierdzeniu to iloczyn siły i odległości od utwierdzenia do punktu przyłożenia: M = F · l. Kluczowe jest poprawne odczytanie l z rysunku oraz zachowanie jednostek (N i m).
To ramię siły decyduje, jak "mocno" siła próbuje obrócić element względem utwierdzenia. Ta sama siła przy większej odległości daje większy moment. Błędy w odczycie odległości z rysunku (np. od złego punktu) są najczęstszą przyczyną złej odpowiedzi.
W układzie SI moment ma jednostkę N·m (niutonometr), często zapisywaną skrótowo jako Nm. Ważne, aby odległość była w metrach. Jeśli na rysunku masz milimetry, trzeba je przeliczyć: 1000 mm = 1 m, inaczej wynik będzie 1000 razy zły.
Belka wspornikowa ma jeden koniec sztywno zamocowany (utwierdzony), a drugi wolny. Uwierdzenie na schematach bywa oznaczone "ścianą"/szrafowaniem lub symbolem sztywnego zamocowania. Moment w utwierdzeniu liczysz zawsze względem tego zamocowanego końca.
W typowym wsporniku z obciążeniem na końcu lub w przęśle moment rośnie w kierunku utwierdzenia i tam osiąga maksimum. Nie jest to jednak "zawsze" prawdą dla wszystkich przypadków obciążeń (np. z przyłożonymi momentami lub wieloma siłami), dlatego na egzaminie trzeba analizować konkretny schemat.
Najczęstsze pomyłki to: przepisanie samej siły zamiast momentu, odczyt złej odległości (ramienia) z rysunku, brak przeliczenia mm na m, oraz pomylenie punktu odniesienia (liczenie momentu nie względem utwierdzenia). Warto też pilnować zapisu N·m.
Nie zawsze. Gdy jest jedna siła skupiona i pytanie dotyczy wyłącznie utwierdzenia, zwykle wystarczy definicja momentu: M = F · l. Wykresy momentów są potrzebne częściej przy wielu obciążeniach, rozkładach ciągłych lub gdy pytanie dotyczy momentu w dowolnym przekroju belki.
Zrób szybki test: jeśli ramię jest większe niż 1 m, moment musi być liczbowo większy niż siła (w N) po uwzględnieniu jednostek. Jeśli ramię jest mniejsze niż 1 m, moment będzie mniejszy. Dodatkowo sprawdź jednostki: N razy m daje N·m, nie N.
Ćwicz podstawowe schematy belek: wspornik z siłą na końcu, siłą w środku oraz proste układy z dwiema siłami. Naucz się szybko wyznaczać ramię siły i przeliczać jednostki z mm na m. Pomaga też powtarzanie definicji momentu i wykonywanie krótkich kontroli sensowności wyniku.
info

Statystycznie 55% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że moment zginający w utwierdzeniu belki wspornikowej liczy się jako M = F · l, gdzie l to ramię siły odczytane z rysunku (od utwierdzenia do punktu przyłożenia).

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Moment_si%C5%82y - dostęp 2026-03-02
  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Moment_zginaj%C4%85cy - dostęp 2026-03-02
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Bending_moment - accessed 2026-03-02

Materiały:

  • Podręcznik do mechaniki technicznej (statyka): rozdziały o momencie siły i równowadze
  • Materiały do wytrzymałości materiałów: wykresy sił tnących i momentów zginających dla wspornika
  • Zbiór zadań z podstaw statyki belek (jedna siła skupiona, jeden moment w utwierdzeniu)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego