Uczysz innych? Poznaj LekcjeRazem.pl →
FZ01

Kinematyka i wykresy ruchu — klucz maturalny, poziom rozszerzony

PriorytetAbardzo ważny
Częstotliwość2/5arkuszy 2022–2026
Punkty w arkuszuśr. 1,6 pkt (0–4)
Formy zadańotwarte 2–4 pkt: odczyt z wykresu $v(t)$, pole pod wykresem, pościg i prędkość względna
🔑 Sygnał: Dwa ciała → dwa równania ruchu; „największa odległość” = równe prędkości.

🎯 Co musisz umieć

  • odczytywać z wykresu $v(t)$ prędkość, przyśpieszenie (nachylenie) i drogę (pole pod wykresem),
  • stosować wzory ruchu jednostajnie zmiennego, także dla dwóch ciał jednocześnie,
  • obliczać prędkość względną i korzystać z układu związanego z jednym z ciał,
  • rozróżniać drogę i przemieszczenie oraz opisywać ruch opóźniony (znak $a$).

🔍 Jak rozpoznać zadanie

  • „na wykresie przedstawiono zależność $v(t)$” → droga = pole pod wykresem, $a$ = nachylenie,
  • „największa odległość między pojazdami” → warunek $v_1=v_2$ (prędkość względna zeruje się),
  • „po jakim czasie dogoni” → porównanie położeń $x_1(t)=x_2(t)$,
  • „względem drugiego ciała” → $\vec v_{AB}=\vec v_A-\vec v_B$.

📘 Teoria w pigułce

  • Ruch jednostajnie zmienny: $x(t)=x_0+v_0t+\tfrac12at^2$, $v(t)=v_0+at$, $v^2-v_0^2=2a\Delta x$.
  • Na wykresie $v(t)$: nachylenie = przyśpieszenie, pole pod wykresem = przemieszczenie (pole poniżej osi liczymy ze znakiem minus).
  • Na wykresie $x(t)$ nachylenie stycznej to prędkość chwilowa; odcinek poziomy = spoczynek.
  • Prędkość względna: $\vec v_{AB}=\vec v_A-\vec v_B$. W układzie ciała $B$ ciało $A$ porusza się z $\vec v_{AB}$ — to często skraca rachunki o połowę.
  • Największa (lub najmniejsza) odległość dwóch ciał pojawia się w chwili, gdy ich prędkości są równe, bo wtedy prędkość względna jest zerowa.
  • Droga $\ne$ przemieszczenie, gdy ciało zawraca: droga to suma pól bez znaku.

∑ Najważniejsze wzory

$x(t)=x_0+v_0t+\tfrac12at^2$
$v=v_0+at$
$v^2-v_0^2=2a\Delta x$
$s=\text{pole pod }v(t)$
$\vec v_{AB}=\vec v_A-\vec v_B$
$v_{śr}=\dfrac{s}{t}$

⚙️ Algorytm krok po kroku

  1. Wybierz oś i zwrot dodatni; zapisz dla każdego ciała $x_0$, $v_0$, $a$.
  2. Wypisz $x_1(t)$, $x_2(t)$ oraz $v_1(t)$, $v_2(t)$.
  3. Zapisz warunek z treści: spotkanie $x_1=x_2$, największa odległość $v_1=v_2$, zatrzymanie $v=0$.
  4. Rozwiąż równanie, odrzuć $t\lt 0$, podstaw $t$ do odpowiedniego wzoru.
  5. Sprawdź jednostki i rząd wielkości (czy wynik jest realny?).

⚠️ Najczęstsze pułapki

ŹleDobrzeDlaczego
✗ droga $=|\Delta x|$ zawsze✓ przy zawracaniu droga $\gt |\Delta x|$sumuj pola bez znaku
✗ $d_{max}$ tam, gdzie $a=0$✓ $d_{max}$ tam, gdzie $v_1=v_2$to warunek na ekstremum odległości
✗ „opóźnienie $-5\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$”✓ wartość opóźnienia $5\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$wartość jest dodatnia, znak zależy od osi
✗ $108\,\tfrac{\text{km}}{\text{h}}=108\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$✓ $30\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$dziel przez $3{,}6$

✍️ Przykład wzorcowy typ zadania 1 z matury 2023 (pościg policyjny)

W chwili $t_0=0$ obok stojącego motocykla przejeżdża samochód jadący ze stałą prędkością $v=20\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. W tej samej chwili motocykl rusza za samochodem ze stałym przyśpieszeniem $a=4\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$. Oblicz największą odległość między pojazdami oraz czas, po którym motocykl dogoni samochód.

📊 Ślad w prawdziwych arkuszach CKE

Zadania autentyczne. Niżej są prawdziwe zadania z arkuszy CKE — numer i punktacja zgodne z oryginalnym arkuszem. Kliknij rok, aby otworzyć cały arkusz.

RokZadaniaPktCzego dotyczyło
2026—0 pktbrak osobnego zadania (kinematyka wewnątrz zad. 1 — rzut pionowy)
2025—0 pktbrak osobnego zadania
2024—0 pktbrak osobnego zadania
2023zad. 14 pktpościg: $v_{0\mathcal{P}}=20\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$, $a=6\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$ — oblicz największą odległość
2022zad. 1.1, 1.34 pktwykres $v(t)$ dwóch ciał: prędkość względna oraz odległość po $45$ s

✍️ Trening: 10 zadań w formacie maturalnym

Zadania autorskie. To nie są przedruki z arkuszy — ułożyliśmy je w formacie maturalnym, na wzorów z tabeli „Ślad w arkuszach CKE” powyżej. Typ, punktacja i poziom trudności odpowiadają realnym zadaniom egzaminacyjnym.

Zadania zamknięte sprawdzają się po kliknięciu odpowiedzi (jedna próba). W otwartych porównaj swoje rozwiązanie z wzorcowym i wystaw samoocenę według schematu punktowania — wynik zapisze się na koncie.

FZ01.1odpowiedź krótka★★★ 0–2 pkt🔗

Ciało rusza z prędkością $v_0=2\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ i porusza się ze stałym przyśpieszeniem $a=3\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$. Oblicz drogę przebytą w ciągu pierwszych $4$ s.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 2 pkt
FZ01.2odpowiedź krótka★★★ 0–2 pkt🔗

Samochód hamuje ze stałym opóźnieniem z prędkości $108\,\tfrac{\text{km}}{\text{h}}$ i zatrzymuje się po przebyciu $90$ m. Oblicz wartość opóźnienia.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 2 pkt
FZ01.3zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Ciało przez pierwsze $4$ s rozpędza się jednostajnie od $0$ do $12\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$, a następnie przez $6$ s jedzie ze stałą prędkością $12\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Droga przebyta w ciągu tych $10$ s jest równa:

A$120$ m
B$108$ m
C$96$ m
D$72$ m
FZ01.4prawda / fałsz★★★ 0–1 pkt🔗

Na wykresie zależności prędkości od czasu pewnego ciała odcinek od $0$ do $5$ s jest nachylony w górę (od $0$ do $10\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$), a od $5$ s do $9$ s — w dół (od $10\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ do $0$). Oceń prawdziwość stwierdzeń.

  1. Wartość przyśpieszenia w pierwszym etapie wynosi $2\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$.
  2. Wartość przyśpieszenia w drugim etapie jest mniejsza niż w pierwszym.
  3. Łączna droga przebyta przez ciało wynosi $45$ m.

Oceń prawdziwość każdego stwierdzenia (P — prawda, F — fałsz) i wybierz odpowiedni układ.

P/P/P1. P, 2. P, 3. P
P/P/F1. P, 2. P, 3. F
P/F/P1. P, 2. F, 3. P
P/F/F1. P, 2. F, 3. F
F/P/P1. F, 2. P, 3. P
F/P/F1. F, 2. P, 3. F
F/F/P1. F, 2. F, 3. P
F/F/F1. F, 2. F, 3. F
FZ01.5otwarte★★★ 0–2 pkt🔗

Ciało porusza się po prostej: przez $6$ s jedzie ze stałą prędkością $5\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ w prawo, a potem przez $4$ s ze stałą prędkością $5\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ w lewo. Oblicz drogę i wartość przemieszczenia ciała.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 2 pkt
FZ01.6otwarte★★★ 0–3 pkt🔗

Dwa pociągi jadą po równoległych torach w tę samą stronę: pierwszy z prędkością $30\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$, drugi z prędkością $20\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Długość pierwszego pociągu to $150$ m. Oblicz czas, w jakim pierwszy pociąg wyprzedzi (minie) stojącego przy torze obserwatora oraz czas, w jakim wyprzedzi cały drugi pociąg o długości $250$ m.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 3 pkt
FZ01.7otwarte★★★ 0–3 pkt🔗

Winda rusza z przyśpieszeniem $1{,}2\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$ przez $3$ s, potem jedzie ze stałą prędkością przez $8$ s i wreszcie hamuje jednostajnie, zatrzymując się po $2$ s. Oblicz całkowitą drogę przebytą przez windę.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 3 pkt
FZ01.8otwarte★★★ 0–3 pkt🔗

Z punktu $A$ wyrusza rowerzysta ze stałą prędkością $6\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. W tej samej chwili z punktu $B$, odległego o $600$ m, wyrusza mu naprzeciw biegacz z prędkością $4\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Oblicz, po jakim czasie i w jakiej odległości od $A$ się spotkają.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 3 pkt
FZ01.9otwarte★★★ 0–4 pkt🔗

Motocykl rusza z miejsca ze stałym przyśpieszeniem $a=2\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$ w chwili, gdy mija go rower jadący ze stałą prędkością $8\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Oblicz największą odległość, o jaką rower wyprzedzi motocykl, oraz prędkość motocykla w chwili dogonienia roweru.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 4 pkt
FZ01.10otwarte★★★ 0–4 pkt🔗

Ciało porusza się prostoliniowo z przyśpieszeniem $a=4\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$, startując ze spoczynku. Wykaż, że drogi przebyte w kolejnych sekundach ruchu mają się do siebie jak $1:3:5:7$, i oblicz drogę przebytą w czwartej sekundzie ruchu.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 4 pkt
LekcjeRazem.pl — prowadź korepetycje profesjonalnie. Tablica online, grafik, rozliczenia i AI w jednym miejscu. Sprawdź LekcjeRazem.pl.
Zacznij dziś

Zacznij naukę już dziś — to nic nie kosztuje

Załóż bezpłatne konto i otwórz dostęp do pełnego śledzenia postępów, planów nauki i quizów. Arkusze i zadania podstawowe są dostępne bez rejestracji. Już ponad 5 000 uczniów uczy się z Matematix.