tema 1. forces i estructures (exercicis) 1
TRANSCRIPT
Forces i estructures Tecnologia 3r ESO
TEMA 1. FORCES I ESTRUCTURES EXERCICIS
Exercici 1: Posa cinc exemples d'actuació de forces, representa-les gràficament i explica'n els efectes.
Força de tracció: es produeix quan dues forces oposades actuen sobre un cos.
Força de compressió: aquesta classe d’esforç es produeix quan les forces van en la mateixa direcció.
Força de flexió: és quan les forces o carregues que actuen sobre una peça s’apliquen contra el seu eix longitudinal i tendeixen a corbar-la.
Força de torsió: és l’efecte de les forces que fan que un cos giri o es torci.
Força de cisalla :si les forces són prou grans i vencen la resistència que pfereix la matèria.
força de tracció
força de compresió
força de flexió
força de torsió
força de cisallament
1
Forces i estructures Tecnologia 3r ESO
Exercici 2: Busca fotografies de dinamòmetres, explica'n les seves parts i com s'utilitzen.
Auests instruments consisteixen generalment en una molla contenida en un cilindre de plàstic, cartró o metall generalment, amb dos ganxos, un en cada extrem. Els dinamòmetres porten marcada una escala, en unitats de força, en el cilindre buit que rodeja la molla. Al penjar un pes o exjercir una força sobre el ganxo inferiór, el cursór del cilindre inferiór es mou sobre l’escala exterior, indicant el valor de la força.
Les molles que formen els dinamòmetrestenen un limit d’elasticitat. Si s’apliquen forçes molt gràns ex produeixen allargaments exessius, es pot sobrepassar el limit d’elasticitat i patir una deformació permanent ala molla, amb lo que s’inutilitzaia la molla.
Exercici 3: Dibuixa les forces que apareixen en les següents situacions.
Exercici 4: Posa tres exemples de materials elàstics i tres més de materials plàstics.
MATERIALS ELÀSTICS:
1-. Una molla
2-. Una goma de pollastre
3-. Una goma de cabell
MATERIALS PLÀSTICS:
1-. La plastilina
2-. El fang
3-. El vidre
2
Forces i estructures Tecnologia 3r ESO
Exercici 5: Posa tres exemples de materials fràgils. Pot un material ser alhora fràgil i dur? I pot ser alhora fràgil i tenaç? En cas afirmatiu posa un exemple.
MATERIALS FRÀGILS:
1-. EL VIDRE
2-. EL TOXO
3-. EL FANG
Pot ser que sigui dur i fràgil, ex: el vidre. Però no pot ser que un material sigui tenaç i fràgil perquè són propietats contràries.
Exercici 6: Quines de les propietats mecàniques que hem treballat creus que són més importants alhora de triar els materials per construir els següents objectes?
µ Un cable d'alta tensió – la duresaµ Un cable de telèfon – la elasticitatµ Una columna – la duresa i la tenacitatµ Una pilota de bàsquet – la tenacitat µ Una pilota de golf – la tenacitatµ El quadre d'una bicicleta – la plasticitat µ Una llauna de Coca cola – la plasticitatµ Una farola – la tenacitatµ Un trampolí – la elasticitat
Exercici 7: En la taula següent marca quines són les propietats mecàniques dels següents materials:
Elasticitat
Plasticitat
Duresa
Fragilitat
Tenacitat
Paper *Goma *Plàstic *Vidre * *
Alumini * *Fusta de pi *
Acer * * *Cartró * *
Fusta de roure
* *
Exercici 8: Quin tipus d'esforços han de suportar els següents objectes?
µ Un tornavís -duresaµ Les potes d’una taula – duresa i tenacitatµ El passador d’unes tisores – la duresaµ Les cordes d’una guitarra - elasticitatµ El pal d’una escombra – la plasticitat i la duresaµ L’eix d’un aerogenerador eòlic. – la tenacitat i la duresa
3
A B
C
pes
A B
C E
D
pes
A B
C
pes
A B
C
pes
D
Forces i estructures Tecnologia 3r ESO
Exercici 9: Observa les diferents parts de les següents estructures i digues si estan treballant la tracció, la compressió o la flexió:
3
1
4
2
La primera figura està treballant la flexió.
La segona figura està treballant la compressió.
La tercera figura està treballant la compresió.
La quarta figura està treballant la tracció.
Exercici 10: Observa la següent estructura i digues a quin tipus d’esforços està sotmesa cadascuna de les seves parts.
La barra principal (blava) està sotmesa a la compressió, la barra horitzontal (verda) està sotmesa a la força de tracció, la punxa (groga) està sotmesa a la flexibilitat.
F
F´
Exercici 11: Dóna-li un cop d’ull a la següent adreça d’Internet i anota quins són els exemples que és donen per cada tipus de força:
4
Forces i estructures Tecnologia 3r ESO
http://www.pbs.org/wgbh/buildingbig/lab/forces.html
La compressió: les vigues d’una casa.
La tensió: cables per aguantar un pont.
La flexivilitat: una barra de metall.
La cisalla: una carretera partida per la meitat.
La torció: la força que ha fet un pont suspès per girar-se.
Exercici 12: Dóna-li un cop d’ull a la següent adreça d’Internet:
http://www.pbs.org/wgbh/buildingbig/lab/loads.html
Quina classe de càrregues o forces han de ser considerades quan construïm una estructura?
El vent, la vibració, la temperatura, terra tou i els terratrèmols.
Exercici 13: Cerca imatges on es vegi amb claredat estructures d’armadura i estructures carcassa (mínim 3 de cadascuna).
Estructures d’armadura:
Estructures de carcassa:
5
Forces i estructures Tecnologia 3r ESO
Exercici 14: Sovint trobem al nostre voltant objectes que per la seva forma, dimensions, estructura en general els hi costa mantenir l’estabilitat. Pensa en possibles modificacions de la seva estructura per tal de corregir aquesta falta d’estabilitat dels següents objectes:
Escombra: que tingués dos potetes a cada cantó i que es poguessin plegar una a cada cantó de la escombra per poder escombrar.
Bicicleta: que les rodes fossin més grosses.
Antena de TV: que a sota hi hagués una estructura rodona, flexible, que es pogués adaptar a qualsevol teulat.
Tamboret: en comptes de tenir 4 potes, que fos tot un rectangle.
Exercici 15: Cerca imatges d’estructures que estiguin basades amb triangles (mínim de 5).
Exercici 16: Quines de les següents estructures construïdes amb un Mecano són rígides i quines no? 3
1 2
4
1: no és rígida
2: és rigída
3: és rígida
4: és rígida
Exercici 17: Relaciona els noms dels següents perfils amb els dibuixos corresponents.
6
Forces i estructures Tecnologia 3r ESO
Secció en U
Secció en T
Secció en L
Secció en I
Secció circular
Secció quadrada
Exercici 18: Indica en cada cas quin tipus de perfil s’utilitza en les següents estructures. Si vols pots acompanyar-ho d’una fotografia.
Quadre d’una bicicleta- L Estructura d’una cadira- I Estructura d’un para-sol- T Cistella de bàsquet- O Porteria de futbol- U Torre d’alta tensió- [] Farola- O/I Senyal de trànsit- O
Exercici 19: Busca imatges de dels següents tipus de ponts:
Pont d'arc de pedra
Pont d’arcs d’acer
Ponts en suspensió
Pont Cantilever
Pont suportat per cables
7
Forces i estructures Tecnologia 3r ESO
Pont basculant
Pont giratori
Exercici 20: Fes una recerca sobre un dels tres ponts més llargs del món. Fes una descripció d’on està, de quins materials està fet, quan es va construir, i tota aquella informació que consideris interessant o curiosa. Acompanya la descripció d’una fotografia extreta del Google Earth (o programa similar) que situï on és troba el pont i d’un parell de fotografies on es vegi aquest pont.
El pont de Millenium de Gateshead és un pont original: és el pont basculant únic en el món. Té una longitud de 126 m,consta d’una passarel·la unida a un gran arc de 50m de alt . les dos parts es dobleguen en menys de 5 minuts per deixar passar als barcos.
El pont Pontchartain Causewai, està a EEUU, a Luisiana, està compost de dos ponts paral·lels. És el segon pont més llarg del món amb 38 km. Es va inaugurà el 1969, estàn sostinguts per 9000 pilots de formigó.
8
Forces i estructures Tecnologia 3r ESO
el pont Leonard p. Zaim Bunker Hill Memorisl, està a prop de Boston. És el pont més ample del món. La longitud de 436m i la seva amplitud de 55m, soporta 10 vies. Ha estat inaugurat al 2003.
Exercici 21: Fes una recerca sobre un dels tres ponts més alts del món. Fes una descripció d’on està, de quins materials està fet, quan es va construir, i tota aquella informació que consideris interessant o curiosa. Acompanya la descripció d’una fotografia extreta del Google Earth (o programa similar) que situï on és troba el pont i d’un parell de fotografies on es vegi aquest pont.
el viaducte de Millau, està a França, és el pont més alt del món. Es va inaugurar el 14 de desembre del 2004, després de 36 mesos de treball de construcció. La estructura té una altura màxima den343 m sobre el nivell del riu Tarn, i una longitud de 2460m entre el Causse du Larzac i el Causse Rouge. Té 7 pilars de formigó, i el taulell té una amplada de 32m.
El pont Gizhou Beipanjiang és el 2n pont més alt del món. Està creat per el recorregut de l’autopista Shangai-Kunming, el qual constad’uns 1564m de distància, a uns 350 m sobre el aigua.
9
Forces i estructures Tecnologia 3r ESO
El pont West Hubei and Shangai Chengdu Expresswai es troba suspès en una altura de 650 m, sostingut per unes torres que s’amaguen entre els alts pics de les montanyes, recorrent una distància de 1365m.
10