KWALIFIKACJA MEC9 - TEST WIEDZY NR 5

PYTANIE NR 11.
Rozważ ciało o masie 5 kg spoczywające na poziomej powierzchni. Siła tarcia między ciałem a powierzchnią wynosi 10 N. Określ, jaka minimalna siła pozioma jest potrzebna, aby poruszyć ciało.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Aby ciało ruszyło z miejsca, przyłożona siła pozioma musi co najmniej pokonać opór tarcia działający przeciwnie do kierunku ruchu.
Skoro w treści podano, że siła tarcia wynosi 10 N, to minimalna siła potrzebna do poruszenia ciała musi mieć wartość 10 N (w granicy ruszania).

Pełne wyjaśnienie:

W zadaniu rozpatrujemy ciało spoczywające na poziomej powierzchni. Działa na nie siła tarcia skierowana przeciwnie do potencjalnego ruchu. Kluczowa zasada dynamiki jest prosta: żeby rozpocząć ruch, siła przyłożona poziomo musi być co najmniej równa sile, która ten ruch hamuje.

Treść podaje wprost wartość siły tarcia: 10 N. W chwili "na granicy ruszania" (minimalna siła zdolna wywołać ruch) zachodzi warunek równoważenia się sił w osi poziomej: siła przyłożona = siła tarcia. Zatem minimalna siła pozioma potrzebna do poruszenia ciała wynosi 10 N.

Dlaczego pozostałe propozycje są błędne?

  • "5 N" – to typowy wynik zgadywania na podstawie masy 5 kg. Masa nie jest tu potrzebna, bo siła tarcia została podana liczbowo.
  • "50 N" – to zwykle efekt bezrefleksyjnego mnożenia 5×10. W zadaniu nie ma zależności, która uzasadniałaby taki iloczyn; tarcie jest już znane i wynosi 10 N.
  • "15 N" – to wartość większa niż minimalna. Taka siła też poruszy ciało, ale pytanie dotyczy minimalnej siły, więc nie jest to odpowiedź poprawna.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w zadaniu wprost podano siłę tarcia w niutonach, najczęściej nie trzeba liczyć jej z masy i g. Wtedy szukasz warunku "pokonania oporu", a nie współczynnika tarcia.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To najmniejsza siła przyłożona w poziomie, przy której ciało zacznie ruszać z miejsca. W granicznym przypadku siła ta równoważy opór tarcia, a po jej minimalnym zwiększeniu ruch staje się możliwy.
Bo siła tarcia jest już podana jako liczba: 10 N. Masa byłaby potrzebna, gdyby trzeba było dopiero wyznaczyć tarcie z nacisku i współczynnika tarcia. Tutaj minimalna siła to po prostu wartość tarcia do pokonania.
Sformułowanie "aby poruszyć ciało" w typowych zadaniach szkolnych oznacza rozpoczęcie ruchu ze spoczynku. Wtedy minimalna siła musi pokonać opór tarcia działający przeciwnie do planowanego przesunięcia.
Tak. Każda siła pozioma większa od oporu tarcia spowoduje, że wypadkowa w poziomie będzie dodatnia i ciało zacznie przyspieszać. Jednak pytanie dotyczy minimalnej siły, więc wybiera się wartość graniczną.
Najczęściej: (1) wstawianie masy i liczenie mg mimo że nie jest potrzebne, (2) szukanie współczynnika tarcia bez danych, (3) mechaniczne mnożenie liczb z treści, (4) nieuwzględnienie, że tarcie działa przeciwnie do kierunku ruchu.
Tarcie statyczne działa, gdy ciało jeszcze nie ślizga się po podłożu, i "dostosowuje się" do siły zewnętrznej aż do pewnego maksimum. Tarcie kinetyczne (ślizgowe) działa podczas ruchu i zwykle ma inną, często mniejszą wartość.
W typowym modelu korzysta się z zależności: siła tarcia = współczynnik tarcia × siła nacisku. Na poziomej powierzchni nacisk jest związany z ciężarem ciała. Wtedy masa ma znaczenie, ale tylko gdy zadanie tego wymaga.
Tarcie wpływa na dobór napędów, siłowników, podajników i metod transportu detali. Decyduje też o wymaganej sile ręcznego przesuwu elementów oraz o stabilności zamocowań. Zbyt duże tarcie zwiększa zużycie, a zbyt małe może powodować poślizg.
Np. przy projektowaniu stanowisk montażowych, doborze przenośników, ustawianiu parametrów popychaczy, ocenie ergonomii pracy operatora oraz przy analizie problemów typu "detal zacina się na prowadnicy". W każdym z tych przypadków tarcie bywa dominującym oporem.
Najpierw sprawdź, czy zadanie podaje wartość tarcia w N. Jeśli tak, to minimalna siła do ruszenia zwykle jest równa tej wartości. Dopiero gdy tarcie nie jest podane, przechodzisz do modelu z naciskiem i współczynnikiem.
info

Około 81% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnio łatwe

Źródła:

  • Halliday, Resnick, Walker, "Podstawy fizyki" (Mechanika), rozdział o siłach tarcia statycznego i kinetycznego, wydanie polskie (rozdziały: Dynamika/Siły tarcia)
  • Serway, Jewett, "Fizyka dla nauk ścisłych i inżynierów" (Mechanika), rozdział o tarciu i równaniach ruchu wzdłuż osi, wydanie polskie
  • OpenStax, "University Physics Volume 1", Section "Friction" https://openstax.org/books/university-physics-volume-1/pages/6-2-friction (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podręcznik do fizyki (dział: dynamika, siły tarcia statycznego i kinetycznego)
  • Zadania maturalne/techniczne z dynamiki: tarcie i ruch po poziomej powierzchni
  • Notatki z mechaniki klasycznej: równowaga sił i warunek rozpoczęcia ruchu

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego