Uczysz innych? Poznaj LekcjeRazem.pl →
FZ06

Pęd, popęd i zderzenia — klucz maturalny, poziom rozszerzony

PriorytetAbardzo ważny
Częstotliwość2/5arkuszy 2022–2026
Punkty w arkuszuśr. 1,0 pkt (0–3)
Formy zadańrysunek wektorów po zderzeniu (1–2 pkt), obliczenie stosunku energii przy odrzucie (3 pkt)
🔑 Sygnał: Pęd przed = pęd po; przy równych pędach energia jest odwrotnie proporcjonalna do masy.

🎯 Co musisz umieć

  • stosować zasadę zachowania pędu dla układu izolowanego (także w dwóch wymiarach),
  • rozróżniać zderzenie sprężyste (pęd i energia) od niesprężystego (tylko pęd),
  • obliczać popęd siły $\vec J=\vec F\Delta t=\Delta\vec p$ i średnią siłę uderzenia,
  • stosować ZZP do odrzutu, rozpadu jądra i wystrzału.

🔍 Jak rozpoznać zadanie

  • „zderzenie”, „rozpad”, „odrzut”, „wystrzał” → zasada zachowania pędu,
  • „doskonale niesprężyste”, „sklejają się” → wspólna prędkość po zderzeniu,
  • „doskonale sprężyste” → dodatkowo zachowana energia kinetyczna,
  • „średnia siła w czasie uderzenia” → $F_{śr}=\dfrac{\Delta p}{\Delta t}$.

📘 Teoria w pigułce

  • Pęd: $\vec p=m\vec v$ — wektor. W układzie izolowanym $\sum\vec p=\text{const}$, także gdy działają siły wewnętrzne.
  • Popęd: $\vec F\Delta t=\Delta\vec p$; pole pod wykresem $F(t)$ to popęd.
  • Zderzenie doskonale niesprężyste: $m_1v_1+m_2v_2=(m_1+m_2)u$; część energii zamienia się w wewnętrzną.
  • Zderzenie doskonale sprężyste równych mas: ciała wymieniają się prędkościami.
  • Odrzut/rozpad na dwa ciała: $m_1v_1=m_2v_2$, więc $\dfrac{E_{k1}}{E_{k2}}=\dfrac{m_2}{m_1}$ — lżejszy fragment unosi więcej energii.
  • W dwóch wymiarach ZZP zapisujemy osobno dla składowych $x$ i $y$.

∑ Najważniejsze wzory

$\vec p=m\vec v$
$\vec F\Delta t=\Delta\vec p$
$m_1v_1+m_2v_2=(m_1+m_2)u$
$E_k=\dfrac{p^2}{2m}$
$\dfrac{E_{k1}}{E_{k2}}=\dfrac{m_2}{m_1}$

⚙️ Algorytm krok po kroku

  1. Wybierz układ (które ciała) i sprawdź, czy jest izolowany w interesującym kierunku.
  2. Ustal zwrot dodatni i zapisz pędy przed i po (ze znakami).
  3. Zapisz ZZP; przy zderzeniu sprężystym dołóż bilans energii.
  4. Rozwiąż układ, sprawdź znak prędkości (zwrot).
  5. Jeśli pytają o siłę — podziel zmianę pędu przez czas.

⚠️ Najczęstsze pułapki

ŹleDobrzeDlaczego
✗ pęd jako skalar✓ pęd jest wektoremw zderzeniach ukośnych rozkładaj na składowe
✗ energia zachowana w każdym zderzeniu✓ tylko w sprężystymw niesprężystym ubywa
✗ $E_k=\tfrac{p^2}{2m}$ mylone z $pv$✓ $E_k=\dfrac{p^2}{2m}$przydaje się przy równych pędach
✗ cięższy fragment unosi więcej energii✓ lżejszy$E_k\propto\tfrac1m$ przy równych pędach

✍️ Przykład wzorcowy typ zadania 12.2 z matury 2025 (rozpad $\alpha$ plutonu)

Nieruchome jądro rozpada się na dwa fragmenty o masach $m_1$ i $m_2$, przy czym $\dfrac{m_2}{m_1}=58{,}5$. Oblicz stosunek energii kinetycznych fragmentów $\dfrac{E_{k2}}{E_{k1}}$.

📊 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
2025zad. 12.23 pktodrzut przy rozpadzie $\alpha$: oblicz $\dfrac{E_{kin\,X}}{E_{kin\,\alpha}}$ przy $\tfrac{m_X}{m_\alpha}\approx58{,}5$
2024—0 pktbrak osobnego zadania
2023zad. 2.1–2.22 pktzderzenie dwóch krążków: rozkład prędkości na składowe i wybór rysunku
2022—0 pktbrak osobnego zadania

✍️ 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.

FZ06.1odpowiedź krótka★★★ 0–2 pkt🔗

Oblicz pęd ciała o masie $3$ kg poruszającego się z prędkością $4\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 2 pkt
FZ06.2odpowiedź krótka★★★ 0–2 pkt🔗

Na spoczywające ciało o masie $2$ kg działa przez $0{,}5$ s stała siła $20$ N. Oblicz prędkość ciała po tym czasie.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 2 pkt
FZ06.3zamknięte★★★ 0–1 pkt🔗

Wózek o masie $2$ kg jadący z prędkością $6\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ zderza się z nieruchomym wózkiem o masie $4$ kg i oba jadą dalej razem. Ich wspólna prędkość wynosi:

A$2\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$
B$3\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$
C$4\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$
D$6\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$
FZ06.4prawda / fałsz★★★ 0–1 pkt🔗

Dwa ciała zderzają się doskonale niesprężyście na gładkim, poziomym stole. Oceń prawdziwość stwierdzeń.

  1. Całkowity pęd układu przed i po zderzeniu jest taki sam.
  2. Energia kinetyczna układu przed i po zderzeniu jest taka sama.
  3. Całkowita energia układu jest zachowana.

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
FZ06.5otwarte★★★ 0–2 pkt🔗

Człowiek o masie $60$ kg stojący w nieruchomej łodzi o masie $140$ kg wyskakuje z niej poziomo z prędkością $3\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Oblicz prędkość łodzi po wyskoku (opór wody pomijamy).

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 2 pkt
FZ06.6otwarte★★★ 0–3 pkt🔗

Wózek o masie $2$ kg jadący z prędkością $6\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ zderza się niesprężyście z nieruchomym wózkiem o masie $4$ kg. Oblicz, jaka część energii kinetycznej została rozproszona.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 3 pkt
FZ06.7otwarte★★★ 0–3 pkt🔗

Pocisk o masie $10$ g opuszcza lufę karabinu o masie $4$ kg z prędkością $600\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Oblicz prędkość odrzutu karabinu oraz stosunek energii kinetycznej pocisku do energii karabinu.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 3 pkt
FZ06.8otwarte★★★ 0–3 pkt🔗

Kula o masie $m$ poruszająca się z prędkością $v$ zderza się centralnie i doskonale sprężyście z identyczną, spoczywającą kulą. Wykaż, że po zderzeniu pierwsza kula zatrzymuje się, a druga porusza się z prędkością $v$.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 3 pkt
FZ06.9otwarte★★★ 0–4 pkt🔗

Piłka o masie $0{,}2$ kg uderza prostopadle w ścianę z prędkością $15\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$ i odbija się z prędkością $12\,\tfrac{\text{m}}{\text{s}}$. Czas kontaktu ze ścianą wynosi $0{,}05$ s. Oblicz wartość średniej siły, jaką ściana działała na piłkę.

✎ Samoocena wg schematu punktowania — ile punktów zdobył(a)byś?/ 4 pkt
FZ06.10otwarte★★★ 0–4 pkt🔗

Krążek o masie $m$ poruszający się z prędkością $v$ o składowych $v_x$ i $v_y$ uderza w spoczywający krążek o tej samej masie. Po zderzeniu pierwszy krążek porusza się z prędkością o składowych $(0;\,v_y)$. Wyznacz prędkość drugiego krążka po zderzeniu i sprawdź, czy zderzenie było sprężyste.

✎ 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.