KWALIFIKACJA MEC3 + MEC5 + MEC8 + MEC9 - STYCZEŃ 2011

PYTANIE NR 28.
Na rysunku przedstawiono wykresy momentów gnących i sił tnących belki. Momenty gnące przedstawiono na wykresie
Ilustracja przedstawia wykresy momentów gnących i sił tnących belki, co jest typowym zagadnieniem w kontekście egzaminu
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Wykres momentów gnących rozpoznaje się po tym, że jest "całką" z wykresu sił tnących: gdy siła tnąca jest stała, moment zmienia się liniowo, a przy obciążeniu równomiernym przyjmuje przebieg paraboliczny. Skoki częściej dotyczą siły tnącej (od sił skupionych), a moment pozostaje ciągły. Na rysunku temu odpowiada wariant A.

Pełne wyjaśnienie:

W belce najczęściej analizuje się dwie podstawowe wielkości sił wewnętrznych: siłę tnącą oraz moment gnący. Pytanie wymaga rozpoznania, który z pokazanych przebiegów jest wykresem momentów gnących.

Najpewniejszą metodą jakościowego rozróżnienia jest wykorzystanie zależności między tymi wielkościami: nachylenie wykresu momentu gnącego zależy od wartości siły tnącej (w ujęciu ciągłym: dM/dx = V). Z tego wynikają charakterystyczne cechy:

  • Jeśli na pewnym odcinku siła tnąca jest stała, to moment gnący zmienia się liniowo (odcinek prostej na wykresie M).
  • Jeśli występuje obciążenie równomiernie rozłożone, to siła tnąca zmienia się liniowo, a moment gnący ma przebieg paraboliczny.
  • Skok na wykresie siły tnącej pojawia się typowo w miejscu działania siły skupionej. W takich miejscach wykres momentu zwykle pozostaje ciągły (może zmieniać nachylenie, ale nie "przeskakuje").

W praktyce egzaminacyjnej rozpoznanie polega na sprawdzeniu, który wykres jest bardziej "wygładzony" i spełnia relację z wykresem sił tnących: tam, gdzie siła tnąca jest dodatnia, moment powinien rosnąć; gdzie siła tnąca ujemna – moment powinien maleć; a w miejscach, gdzie siła tnąca przechodzi przez zero, często występują ekstrema momentu.

Odpowiedź "A" jest poprawna, ponieważ przedstawia przebieg zgodny z typowymi własnościami wykresu momentów gnących w porównaniu do wykresu sił tnących (ciągłość oraz zależność kształtu od rodzaju obciążenia).

Pozostałe odpowiedzi są niepoprawne, ponieważ prezentują cechy bardziej charakterystyczne dla wykresu sił tnących (np. skoki lub odcinki stałe) albo nie są spójne z relacją między V i M, przez co nie mogą przedstawiać momentów gnących dla tej samej belki i obciążeń.

Wskazówka do nauki: zapamiętaj regułę "V steruje nachyleniem M". Najpierw rozpoznaj wykres z wyraźnymi skokami (często V), a następnie dobierz do niego wykres, którego nachylenie odpowiada znakom i zmianom tego pierwszego (to będzie M).

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Moment gnący to wewnętrzna wielkość opisująca "tendencję" przekroju belki do zginania się pod obciążeniem. Jest związany z rozkładem naprężeń normalnych w przekroju: im większy moment, tym większe naprężenia zginające. Na wykresie zwykle zmienia się płynniej niż siła tnąca.
Siła tnąca to wypadkowa sił wewnętrznych działających poprzecznie do osi belki. Na wykresie często widać skoki w miejscach przyłożeń sił skupionych oraz odcinki stałe lub liniowe zależnie od rodzaju obciążenia. To dobry "punkt zaczepienia" do odróżnienia jej od momentu.
Wykres momentu jest powiązany z siłą tnącą: gdy siła tnąca jest stała, moment rośnie/maleje liniowo, a gdy występuje obciążenie równomierne, moment bywa paraboliczny. Skoki pojawiają się częściej na wykresie siły tnącej, a moment zwykle pozostaje ciągły.
Ponieważ siła tnąca opisuje nachylenie wykresu momentu (w sensie jakościowym: "V steruje nachyleniem M"). Gdy siła tnąca przechodzi przez zero, nachylenie momentu zmienia znak, co sprzyja powstawaniu maksimum lub minimum. To jedna z najważniejszych wskazówek na egzaminie.
Dla obciążenia równomiernego siła tnąca zmienia się liniowo (prosta o stałym nachyleniu), natomiast moment gnący ma przebieg paraboliczny. Jeśli widzisz parabolę na jednym z wykresów, bardzo często jest to właśnie wykres momentu, o ile pasuje do pozostałych danych z rysunku.
W typowych zadaniach belkowych skoki dotyczą głównie siły tnącej (od sił skupionych). Moment gnący zazwyczaj jest ciągły, ale może zmieniać nachylenie. Wyjątki istnieją w teorii (np. momenty skupione), jednak w zadaniach egzaminacyjnych zwykle są jasno zaznaczone.
Najczęściej myli się wykresy na podstawie samego "wyglądu" bez sprawdzenia zależności między nimi. Drugi błąd to ignorowanie skoków (siły skupione) i ciągłości momentu. Trzeci błąd to nieuwzględnianie znaków: dodatnia siła tnąca oznacza rosnący moment na danym odcinku.
Porównaj odcinki: tam gdzie wykres siły tnącej jest dodatni, wykres momentu powinien rosnąć; gdzie ujemny – maleć. Gdy siła tnąca jest stała, moment powinien być liniowy. Zwróć też uwagę na miejsca zmiany znaku siły tnącej – często odpowiadają ekstremom momentu.
Zależy od warunków podparcia i obciążenia. Często (ale nie zawsze) moment jest równy zero w przegubach lub na końcach swobodnych, a w podporach przegubowych bywa zerowy. Na egzaminie trzeba czytać schemat belki i sprawdzać, czy wykres momentu spełnia warunki brzegowe wynikające z podpór.
Ćwicz krótkie serie zadań na typowe przypadki: siła skupiona, obciążenie równomierne, belka swobodnie podparta i wspornik. Ucz się rozpoznawania cech: skoki (V), liniowość/parabola (M). Na egzaminie najpierw szukaj zależności "V → nachylenie M", potem dopasuj wykres.
info

Statystycznie 48% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że skoki częściej dotyczą siły tnącej (od sił skupionych), a moment pozostaje ciągły.

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z podstaw statyki i wytrzymałości materiałów (dział: belki, wykresy sił wewnętrznych)
  • Zestawy zadań z rysowania wykresów sił tnących i momentów gnących
  • Karty wzorów/ściągi: relacje między obciążeniem q(x), siłą tnącą V(x) i momentem M(x)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego