KWALIFIKACJA MEC9 - STYCZEŃ 2023

PYTANIE NR 2.
Oblicz moment zginający Mz belki, w miejscu jej utwierdzenia jak na ilustracji przy założeniu, że siła zginająca F wynosi 3000 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 miejscu utwierdzenia belki wspornikowej oblicza się jako iloczyn siły i jej ramienia: Mz = F · l. Z ilustracji odczytuje się ramię działania siły względem utwierdzenia l = 1,5 m, więc Mz = 3000 N · 1,5 m = 4500 N·m.

Pełne wyjaśnienie:

W belce wspornikowej (utwierdzonej z jednej strony) największy moment zginający występuje w przekroju przy utwierdzeniu, ponieważ tam "zbiera się" wpływ obciążenia działającego na wysięgniku.

Moment siły względem utwierdzenia liczymy z podstawowej zależności statyki:

Mz = F · l, gdzie F to wartość siły, a l to prostopadłe ramię siły (odległość od utwierdzenia do linii działania siły).

W tym zadaniu siła ma wartość F = 3000 N. Z ilustracji wynika, że ramię siły względem utwierdzenia wynosi l = 1,5 m. Podstawienie daje:

Mz = 3000 · 1,5 = 4500 N·m (czyli 4500 Nm).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?

  • 3 500 Nm i 2 500 Nm odpowiadałyby krótszemu ramieniu (odpowiednio ok. 1,17 m i 0,83 m) lub błędnemu odczytowi odległości na rysunku.
  • 6 500 Nm sugeruje z kolei większe ramię (ok. 2,17 m) albo pomyłkę rachunkową (np. dodawanie zamiast mnożenia lub odczyt niewłaściwego wymiaru).

Wskazówka egzaminacyjna: po obliczeniu sprawdź rząd wielkości. Dla siły 3000 N i ramienia ok. 1–2 m moment powinien wyjść w okolicach kilku tysięcy N·m, co pozwala szybko wychwycić pomyłki.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Moment zginający to wielkość opisująca skłonność obciążenia do zginania belki w danym przekroju. W najprostszym ujęciu wynika z działania siły w pewnej odległości od przekroju i ma jednostkę N·m.
Dla pojedynczej siły skupionej obliczasz go ze wzoru M = F · l, gdzie l to ramię siły względem utwierdzenia (odległość od utwierdzenia do miejsca przyłożenia siły, mierzona prostopadle do kierunku siły).
W belce wspornikowej utwierdzenie przenosi reakcje i "zamknięcie" obciążeń z całego wysięgnika. Im bliżej utwierdzenia, tym większy wpływ ma obciążenie działające dalej, dlatego moment narasta i maksimum zwykle wypada w przekroju przy utwierdzeniu.
W układzie SI moment podaje się w niutonometrach (N·m). Uważaj na częsty błąd w przeliczeniach: N·mm to nie to samo co N·m (1 N·m = 1000 N·mm).
Ramię to odległość od utwierdzenia do linii działania siły. W typowych zadaniach jest to po prostu długość od utwierdzenia do punktu przyłożenia siły, ale zawsze sprawdź, czy siła jest pionowa/pozioma i czy odległość ma być mierzona prostopadle.
Nie. Siła tnąca opisuje "ścinanie" przekroju, a moment zginający opisuje zginanie. Obie wielkości są powiązane, ale mają inne znaczenie fizyczne i inne jednostki (N dla siły tnącej, N·m dla momentu).
Najczęściej myli się ramię siły (bierze zły wymiar z rysunku), robi błąd jednostek (mm zamiast m) albo wykonuje złą operację (dodawanie zamiast mnożenia). Pomaga szybka kontrola: czy wynik ma sens dla siły kilku kN i ramienia około 1–2 m.
Znak ma znaczenie, gdy wyznaczasz kierunek momentu (konwencja dodatni/ujemny) i rysujesz wykresy. W zadaniach typu "podaj wartość momentu" zwykle podaje się wartość bezwzględną, ale na egzaminie warto znać przyjętą konwencję.
Użyj oszacowania: M ≈ F · l. Jeśli F = 3000 N, a l jest rzędu 1–2 m, to moment powinien wyjść rzędu 3000–6000 N·m. Gdy wychodzi np. 300 N·m albo 30 000 N·m, prawdopodobnie jest błąd w ramieniu lub jednostkach.
Pozwala ocenić obciążenia w elementach takich jak wsporniki, ramiona, uchwyty i belki konstrukcji maszyn. Znając moment przy utwierdzeniu można dobrać przekrój, materiał oraz sposób mocowania (np. śruby/spoiny), aby element nie uległ nadmiernym naprężeniom.
info

Statystycznie 65% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że moment zginający w miejscu utwierdzenia belki wspornikowej oblicza się jako iloczyn siły i jej ramienia: Mz = F · l.

Źródła:

  • Wikipedia (PL) – "Moment siły" https://pl.wikipedia.org/wiki/Moment_si%C5%82y (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (EN) – "Bending moment" https://en.wikipedia.org/wiki/Bending_moment (accessed: 2026-03-01)
  • Wikipedia (EN) – "Cantilever" https://en.wikipedia.org/wiki/Cantilever (accessed: 2026-03-01)

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z wytrzymałości materiałów (dział: zginanie belek)
  • Zadania rachunkowe ze statyki: moment siły i belka wspornikowa
  • Tablice/ściągi jednostek i przeliczeń (N, kN, mm, m, N·m)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego