Jaką minimalną długość musi mieć ramię r2 dźwigni służącej do wykonania dostępu do poszkodowanego?
A. 3,40 m
B. 2,35 m
C. 2,10 m
D. 3,55 m
Pytanie z egzaminu CKE z 2016 roku (arkusz Z.23-X-16.04).
W tym zadaniu chodzi o zwykłą, ale bardzo ważną zasadę momentów sił w dźwigni. Żeby układ był w równowadze albo żeby siła 340 N mogła „zrównoważyć” siłę 800 N działającą na krótszym ramieniu, momenty względem punktu podparcia muszą być takie same: F₁ · r₁ = F₂ · r₂. Podstawiając dane: 800 N · 1 m = 340 N · r₂, więc r₂ = 800 / 340 ≈ 2,35 m. Dlatego minimalna długość ramienia r₂ wynosi 2,35 m. Moim zdaniem to dobry przykład, że w ratownictwie technicznym sama siła ratownika nie jest najważniejsza — liczy się też geometria, punkt podparcia i długość ramienia. Przy wykonywaniu dostępu do poszkodowanego, np. przy odginaniu elementu konstrukcji albo unoszeniu ciężkiego fragmentu, dłuższe ramię pozwala uzyskać większy moment przy mniejszym wysiłku. W praktyce trzeba jednak pamiętać o stabilnym podparciu, kontroli przemieszczania elementu i zostawieniu zapasu bezpieczeństwa, bo sprzęt pracuje w realnych, nie idealnych warunkach.
W tym pytaniu łatwo pomylić długość ramienia z samą wartością siły. Dźwignia nie działa tak, że wybiera się dowolnie dłuższy albo krótszy pręt i „jakoś pójdzie”. Decyduje moment siły, czyli iloczyn siły i odległości od punktu podparcia. Dla krótszego ramienia mamy 800 N działające w odległości 1 m, więc moment wynosi 800 N·m. Po drugiej stronie działa tylko 340 N, dlatego ramię musi być odpowiednio dłuższe, aby wytworzyć taki sam moment. Z równania F₁ · r₁ = F₂ · r₂ wychodzi r₂ ≈ 2,35 m. Wartość 2,10 m jest za mała, bo przy 340 N daje tylko około 714 N·m, czyli nie wystarcza do zrównoważenia obciążenia. Z kolei długości 3,40 m i 3,55 m dawałyby moment dużo większy niż wymagany. One mogłyby zadziałać, ale pytanie dotyczy minimalnej długości, a nie zapasu czy najwygodniejszego narzędzia. W działaniach ratowniczych zbyt długie ramię też nie zawsze jest korzystne: trudniej nim manewrować w ciasnej przestrzeni pojazdu, łatwiej o niekontrolowane przesunięcie elementu i większe obciążenie punktu podparcia. Typowy błąd to patrzenie tylko na liczby w odpowiedziach, bez sprawdzenia równowagi momentów. A tu właśnie ta równowaga jest sednem sprawy.