Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

CARLA LONCÀ DOLCET

TEMA 1. FORCES I ESTRUCTURES EXERCICIS

Exercici 1: Posa cinc exemples d'actuació de forces, representa-les gràficament i explica'n els efectes.

- Al espentejar una paret- Al estirar una taula- Al assentar-te a una cadira- Al xutar una pilota- Al golpejar un objecte

Exercici 2: Busca fotografies de dinamòmetres, explica'n les seves parts i com s'utilitzen.

Es denomina dinamòmetre a un instrument utilitzat per mesurar forces. Va ser inventat per Isaac Newton. És un instrument utilitzat per a mesurar masses. Normalment, un dinamòmetre basa el seu funcionament en un ressort que segueix la Llei de Hooke, sent les deformacions proporcionals a la força aplicada. Aquests instruments consisteixen, en un moll contingut en un cilindre de plàstic, cartró o metall generalment, amb dos ganxos, un a cada extrem. Els dinamòmetres duen marcada una escala, en unitats de força, en el cilindre buit que envolta el moll. En penjar pesos o exercir una força sobre el ganxo inferior, el cursor del cilindre inferior es mou sobre l'escala exterior, indicant el valor de la força. Els molls que formen els dinamòmetres tenen un límit d'elasticitat. Si s'apliquen forces molt grans i es produeixen allargaments excessius, es pot sobrepassar el límit d'elasticitat i patir el moll una deformació permanent, amb la qual cosa inutilitzaria el dinamòmetre. Els dinamòmetres els incorporen les màquines d'assaig de materials quan són sotmesos a diferents esforços, principalment l'assaig de tracció, perquè mesuren la força de trencament que trenquen les provetes d'assaig. 

Exercici 3: Dibuixa les forces que apareixen en les següents situacions.

1

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

Taula – el llibre sobre la fusta i la fusta sobre les potes

Peu – al xutar la pilota

Carretó – el pes que porta i el pes del carretó cap a l’home.

Mà – la força que fa la pilota al caure,.

Pou – la força que fa la corda per agafar la galleda.

Avió – força dels motors.

Exercici 4: Posa tres exemples de materials elàstics i tres més de materials plàstics.

Elàstics: globós, plastilina, xuxeria.

Plàstics: vasos plàstic, tap botella, coure

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.

Fràgils: argila, vidre, ceràmica.

Si que pot ser vidre. No.

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?

Una columna - tenacitatUna pilota de bàsquet - plasticitatUna pilota de golf - duresaEl quadre d'una bicicleta - resistènciaUna llauna de Coca cola - duresaUna farola - duresaUn trampolí -plasticitatUn cable d'alta tensió - Un cable de telèfon - plasticitat

2

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

Exercici 7: En la taula següent marca quines són les propietats mecàniques dels següents materials:

Elasticitat

Plasticitat

Duresa

Fragilitat

Tenacitat

PaperGoma + + +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 - compressióµ El passador d’unes tisores - flexióµ Les cordes d’una guitarra - flexióµ El pal d’una escombra - compressióµ L’eix d’un aerogenerador eòlic - torsió

Exercici 9: Observa les diferents parts de les següents estructures i digues si estan treballant a tracció compressió o flexió:

1– tracció

2- compressió

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

3- flexió

4- pressió

4

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

Exercici 10: Observa la següent estructura i digues a quin tipus d’esforços està sotmesa cadascuna de les seves parts.

F_ força de compressió igual que la 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:

http://www.pbs.org/wgbh/buildingbig/lab/forces.html

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?

Exercici 13: Cerca imatges on es vegi amb claredat estructures d’armadura i estructures carcassa (mínim 3 de cadascuna).

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:

5

F

F´

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

Escombra, bicicleta, antena de TV, tamboret

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?

La primera i la ultima.

Exercici 17: Relaciona els noms dels següents perfils amb els dibuixos corresponents.

Secció en U

Secció en T

Secció en L

Secció en I

Secció circular

Secció quadrada

Secció U la tercera de dalt. Secció L la primera de baix. Secció circular la primera de dalt.

Secció T la segona de baix. Secció I la tercera de baix. Secció quadrada la segona de dalt.

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 - circular Estructura d’una cadira - quadrada Estructura d’un para-sol - circular Cistella de bàsquet - circular Porteria de futbol – forma de U

6

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

Torre d’alta tensió – forma I Farola - circular Senyal de trànsit – circular o quadrada.

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 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 mes gran del món medeix uns 38,6  kilòmetres es troba al llac Pontchartrain a Nova Orleans. Te dos ponts paral·lels, que travessen el llac, al sud de Louisiana, i comunica les localitats de Mandeville i Metairie. Es necessiten 9.000 pilars de formigó per sostenir aquesta obra d'enginyeria, que té un tram llevadís a prop de la part central, per permetre la navegació pel llac.

7

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

El segon pont més llarg del món és el pont de Donghai, a la Xina, que uneix Xangai amb el seu port exterior d'aigües profundes, Yangshan. de 32,2 quilòmetres de longitud.

El tercer pont més llarg del món és el pont del Rei Fahd, o Calzada del Rei Fahd, a Aràbia Saudi, que uneix aquell país amb el sultanat de Bahrain. La seva construcció va començar el 1982 i va concloure quatre anys més tard. El projecte, finançat pel govern saudita, cost 1200 milions de dòlars, i té una longitud de 26 quilòmetres. Per a la seva execució es van utilitzar 350.000 metres cúbics de formigó i 147.000 tones d'acer reforçat.

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.

Amb els seus 540 metres de llum-distància màxima entre els seus suports-superarà els 420 metres del viaducte Basc de Gamma (Portugal) i els 490 del pont Oresund (Dinamarca-Suècia). I els seus més de 3 quilòmetres de longitud sobrepassen els 2.460 metres del viaducte Millau a França.

NO HE TROBAT FOTOS.

Aquest pont de suspensió de 2,5 quilòmetres de llarg creua el riu Tarn i te 343 metres d'alçada, tot un rècord mundial. La carretera de dos carrils en cada sentit quedarà situada a 270 metres del terra. En la seva part més alta el viaducte supera fins i tot a la Torre Eiffel. Creat per Norman Foster aquest pont de suspensió té set pilars, a diferència dels dos que solen tenir els ponts d'aquest tipus.

8

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

El tercer pont sobre el riu Orinoco, és una de les obres del Govern Bolivariano, que permetrà unir els estats Guárico i Bolívar, el que generarà l'impuls agroindustrial del sud del país, aquesta infraestructura estarà ubicada entre les poblacions de Cabruta i Caicaira de l'Orinoco el que permetrà la fluïdesa vehicular i fèrria, ja que és el segon pont que comptarà amb la dualitat de via de comunicació com el ja construït Orinoquia. És una obra de 11.2 quilòmetres, (11.200 metres de longitud).

9