tema2_alumne

Tecnologia 3r ESO Curs 07-08

2.1. Les forces2.2. Les propietats mecàniques dels materials2.3. Esforços2.4. Estructures2.5. Estructures metàl·liques

2.1. LES FORCES

FORÇA-

La unitat de força en el Sistema Internacional és el .

Les forces no es poden veure, però podem notar els seus efectes, que seran diferents en funció d’on s’apliquin o com. Per això s’han d’expressar amb un número, una direcció i un sentit, representant-se com una fletxa, que s’anomena .

Quins creus que seran els efectes de les forces següents sobre la taula?

2.2. LES PROPIETATS MECÀNIQUES DELS MATERIALS

Les propietats mecàniques són les que determinen el comportament dels materials quan hi actuen una o vàries forces.

a) RESISTÈNCIA

1

A

B

C


RESISTÈNCIA: És la capacitat que té un material de resistir forces sense deformar-se excessivament ni trencar-se.

Són materials

,

.

b) TENACITAT I FRAGILITAT

TENACITAT- És la propietat d’alguns materials de suportar forces i cops sense trencar-se (poden deformar-se però no es trenquen). El material amb aquesta propietat s’anomena .

La propietat contrària es diu . I el material .

Són materials tenaços els . El vidre és un material (es trenca sota els cops) però resistent (suporta alguns esforços).

c) ELASTICITAT

ELASTICITAT-

Són materials elàstics la o el .

d) PLASTICITAT

PLASTICITAT-

En són exemples de materials molt plàstics: ; plàstics alguns com ara , encara que cal escalfar-los per poder deformar-los.

DUCTILITAT-

2


Materials són .

MAL·LEABILITAT-

Materials són .

e) DURESA

DURESA- propietat que indica l’oposició que ofereix un material a ser ratllat o penetrat.

Són materials durs el i materials tous el .

2.3. ESFORÇOS

ESFORÇ-

Si el cos suporta l’esforç sense trencar-se o experimentar deformacions permanents, és resistent a l’esforç.

La resistència depèn de factors com ara: Material amb que està construït Dimensions Forma Tipus d’esforç que actua

a) ESFORÇ DE TRACCIÓ

TRACCIÓ-

Els cossos sotmesos a tracció poden ser flexibles però no gaire elàstics. Fils, cordes i cables (tensors) són elements resistents a la tracció (molt resistents si són gruixuts i de i bastant resistents els de ).

3


b) ESFORÇ DE COMPRESSIÓ

COMPRESSIÓ-

Per suportar l’esforç de compressió cal que el cos sigui rígid i preferentment ample i no gaire llarg. Per exemple les columnes.

VINCLAMENT-

c) ESFORÇ DE FLEXIÓ

FLEXIÓ-

En són exemples d’objectes sotmesos a flexió:

4


Com més gran és la secció del cos, més resistent a la flexió serà, però cal que tingui un bon .

En una biga sotmesa a flexió es troben els elements següents:

1-2-3-4-5-

d) ESFORÇ DE TORSIÓ

TORSIÓ-

5


Exemples d’objectes sotmesos a torsió:

Com més ample i curt és un cos, més resistent a la torsió serà.

e) ESFORÇ DE CISALLAMENT

CISALLAMENT O ESFORÇ TALLANT-

Es dona en :

2.4. ESTRUCTURES

ESTRUCTURA- conjunt d’elements units entre ells amb la funció bàsica de suportar forces (forces externes i internes, pes propi i càrregues afegides i mantenir l’estabilitat)

6


Les estructures poden diferenciar-se pel material del que estan construïdes o per la seva forma.

Hi ha tres tipus principals:

ESTRUCTURA MASSIVA:

ESTRUCTURA D’ARMADURA:

Poden ser:- (barres disposades formant triangles;

estructures resistents i lleugeres a la vegada).

7


- (xarxa de peces verticals i horitzontals)

- (suporten el pes de la construcció mitjançant barres o cables units a suports molt resistents).

ESTRUCTURA DE CARCASSA O LAMINAR:

Per dissenyar una estructura que pugui suportar les forces i complir la seva funció, cal tenir en compte factors com els a utilitzar i la .

8


Les propietats més importants que han de tenir els materials de les estructures són la resistència i la rigidesa per suportar les càrregues a les quals estan sotmeses. Per això s’utilitzen materials com:

A més, s’hauran de tenir en compte altres propietats com ara la , el , la , la o la .

S’ha de buscar la forma més adequada per a la seva funció (no és el mateix una grua que un pont). Una estructura ha de ser resistent, però alhora estable (no ha de bolcar ni caure amb facilitat). Sistemes que s’utilitzen per a augmentar la seva estabilitat són:

2.5. ESTRUCTURES METÀL·LIQUES

La pedra i la fusta en la construcció van ser substituïdes per l’acer a partir de la revolució industrial a finals del segle XIX. Es podia treballar més de pressa unint peces senzilles i formant triangles, a més el conjunt adquiria gran resistència i pesava molt menys.

La forma més simple que proporciona rigidesa i major resistència a una estructura és el , encara que les seves unions no ho siguin.

Les unions poden ser rígides (no permeten el moviment dels elements units entre si) o articulades (permeten el moviment dels elements). El punt on s’uneixen els elements o barres d’una estructura s’anomena nus. El sistema de fixació depèn del material i de si cal desmuntar l’estructura. Les unions d’estructures metàl·liques fixes solen ser , encara que si es treballa amb alumini s’han d’unir amb , donat que no és un material fàcil de

9


soldar. Si l’estructura ha de ser desmuntable s’utilitzen o .

Els principals inconvenients de les estructures metàl·liques són:

Per això:

Les estructures metàl·liques es construeixen bàsicament amb perfils estructurals laminats d’acer, encara que cada cop són més freqüents les realitzades amb perfils d’alumini. La forma del perfil depèn del tipus d’esforç que ha de suportar. Els més habituals són:

10


S’anomenen amb la forma del perfil, l’alçaria del perfil i la longitud, així si es vol un perfil en forma de I de 80 mm d’alçària i de 2 metres de longitud, s’haurà de demanar 2000 mm de perfil en IPN de 80.S’utilitzen altres elements simples com ara:

Bigues-

Pilars-

11


Tirants i tensors-

Tornapuntes-

12


13


1) Indica el valor, la direcció i el sentit de les forces representades a continuació:

2) Omple la taula següent. Posa una creu a les caselles que consideris que corresponen a la propietat més rellevant de cada material i un signe menys a les menys rellevants. A continuació ordena els materials de la taula de més dur a menys dur.

Material Elàstic Tenaç Fràgil Plàstic DurFusta de faigAcerAluminiVidrePlastilinaCautxúPlàsticPaperPlom

14


3) Identifica els esforços següents:

4) Digues quin esforç suporta cada nombre de la imatge següent:

15


5) Assenyala el tipus d’esforç principal a què acostumen a estar sotmesos els cossos o objectes de la figura:

6) Identifica les parts del gronxador sotmeses a diferents tipus d’esforç.

16


7) Amb fletxes, associa els objectes de la columna esquerra amb el tipus d’estructura que els correspon:

Cotxet de bebèLlauna de begudaPupitre de l’aulaVolta catalanaPapereraOrdinadorParaiguaMurCotxeEdifici escolarCasc per a ciclomotorPont de Pedret

Armadura

Carcassa o laminar

Massiva

8) Esbrina amb quins materials se solen construir les estructures següents i raona la idoneïtat d’aquests materials:

escala plegable domèstica, cadira de l’aula, grua de construcció, carcassa d’un walkman, quadre d’una bicicleta, estructura d’un edifici d’habitatges, estenedor plegable per a roba, prestatgeria de llibres, carrosseria d’un cotxe, contenidor d’escombraries, gronxador o tobogan d’un parc infantil.

9) Proposa diverses solucions per evitar que els objectes següents puguin bolcar o es tombin:

tenda de campanya, para-sol, banderí de la platja, xarxa de voleibol, senyal de trànsit, cistella de bàsquet.

10) Completa la taula següent al teu quadern amb el tipus d’estructura i la funció dels objectes següents:

automòbil, avió, cadira, canelobre, cartró d’ous, carret de la compra, casc, cavallet, edifici, llauna de conserves, paperera, pont, roda de fira, vagó de tren.

Objecte Tipus d’estructura Funció

11) INVESTIGA: Fotografia al teu poble (o busca imatges en tríptics turístics de la comarca) 5 objectes diferents on es vegi la seva estructura i enganxa’ls al teu quadern, explicant quins elements es veuen, quin tipus d’estructura té, quina és la seva funció i quins esforços suporta.

17


12) INVESTIGA: Cerca 5 imatges de grans construccions (ponts, carreteres, cobertes, edificis, presses,...) d’arreu Catalunya. Afegeix-les al teu quadern i elabora una petita fitxa que reculli on són, en quin any es van construir, qui les va construir, amb quin materials i amb quina funció.

18

Documents

tema2_alumne