Stosuje prawa i przestrzega zasad mechaniki technicznej

Dlaczego tak

Moment siły to iloczyn siły i ramienia mierzonego prostopadle do jej kierunku: M = F·r = 100 N · 0,3 m = 30 N·m. Wynik 333 N·m powstaje z podzielenia siły przez ramię. Z tej zależności wynika, dlaczego przedłużenie klucza rurą grozi zerwaniem śruby — ta sama siła ręki daje wielokrotnie większy moment.

Dlaczego tak

Do granicy sprężystości materiał zachowuje się jak sprężyna: po odciążeniu wraca do pierwotnych wymiarów. Po jej przekroczeniu pojawia się odkształcenie plastyczne, które pozostaje. Części maszyn projektuje się tak, by pracowały w zakresie sprężystym — trwałe odkształcenie wału czy śruby oznacza uszkodzenie, dlatego dopuszczalne naprężenia przyjmuje się z zapasem poniżej granicy plastyczności.

Dlaczego tak

Każde cięgno jest odchylone od pionu o 60°, więc pionowa składowa jego siły to S·cos 60° = 0,5·S. Dwa cięgna muszą razem zrównoważyć 10 kN: 2 · 0,5 · S = 10 kN, stąd S = 10 kN — każde cięgno przenosi tyle, ile cały ładunek. Intuicyjne 5 kN obowiązuje tylko dla cięgien pionowych. Dlatego kąt rozwarcia zawiesi ogranicza się, najczęściej do 120°, a ich dopuszczalne obciążenie podaje się dla konkretnego kąta.

Dlaczego tak

Dla sił prostopadłych wypadkowa R = √(3² + 4²) = √25 = 5 kN. Wynik 7 kN to suma algebraiczna, prawdziwa tylko dla sił o tym samym kierunku i zwrocie, a 1 kN — dla sił przeciwnie skierowanych.

Dlaczego tak

Z warunku równowagi: 2·S·cos 30° = G, więc S = 6/(2·0,866) ≈ 3,46 kN. Wynik 3 kN pomija pochylenie cięgien, co zaniża siłę; im większy kąt odchylenia od pionu, tym większa siła w cięgnach.

Dlaczego tak

σ = F/A = 20 000 N / 200 mm² = 100 N/mm² = 100 MPa. Wynik 10 MPa powstaje po przyjęciu 2000 N zamiast 20 000 N, a 4000 MPa po pomnożeniu siły przez pole zamiast dzielenia. Wartość porównuje się następnie z naprężeniem dopuszczalnym dla materiału pręta.