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.

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

El dinamòmetre consisteix en un motlle amb dos ganxos col·locat dins d’un cilindre de plàstic. El plàstic té una escala marcada, en unitats de força. Al penjar-hi els pesos al ganxo de sota, el cursor del cilindre interior es mou sobre l’escala indicant el valor de la força.

1

F. mecànica

F. fregament

F. flexió

F. Atracció gravitatoria

F. Gravetat

F. Pes

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

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.

Elàstics: goma, licra, làtex.Plàstics: plastilina, plàstic, resina.

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: ceràmica, vidre, diamant.Sí, el diamant és fràgil i tenaç perquè si cau es trenca i és el material més dur de tots.

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: plasticitat i resistència a la tracció.µ Un cable de telèfon: resistència a la tracció.µ Una columna: resistència al vinclament.µ Una pilota de bàsquet: resistència a compressió.

2

Escala

Motlle

Ganxo

Cilindre

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

µ Una pilota de golf: tenacitat.µ El quadre d’una bicicleta: resistència a flexió i compressió.µ Una llauna de Coca cola: duresa.µ Una farola: resistència al vinclament.µ Un trampolí: resistència a flexió.

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

Elasticitat

Plasticitat

Duresa

Fragilitat

Tenacitat

Paper X X X XGoma X X X XPlàstic X X XVidre X X

Alumini X XFusta de pi X

Acer X X XCartró X

Fusta de roure

X

Exercici 8: Quin tipus d’esforços han de suportar els següents objectes?

µ Un tornavís: flexió, torsió, cisallament, vinclament.µ Les potes d’una taula: flexió, cisallament, vinclament.µ El passador d’unes tisores: compressió, cisallament.µ Les cordes d’una guitarra: tracció, flexió.µ El pal d’una escombra: flexió, vinclament.µ 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) Flexió 2) Flexió3) Compressió 4) Tracció

A B

C

pes

A B

C E

D

pes

A B

C

pes

A B

C

pes

D

3

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.

A FLEXIÓ.

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:

COMPRESSIÓ: Les columnes inferiors d’un gratacels.TRACCIÓ: Els cables que aguanten un pont.FLEXIÓ: Quan dobleguem un ferro.CISALLAMENT: Quan el terra s’obre a causa d’un terratrèmol.TORSIÓ: El pont de Tacoma Marrows es va tòrcer a conseqüència dels forts vents.

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

Exercici 12: Dóna-li un cop d’ull a la següent adreça d’Internet:

1. El propi pes de l’estructura.2. El pes dels objectes que haurà de suportar.3. El terra tou.4. La temperatura.5. Els terratrèmols.6. El vent.7. Les vibracions de la terra.

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).

ARMADURA:

4

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

CARCASSA:

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: Se li haurien de posar dos pals més perquè es pogués recolzar al terra en més superfície i tenir més equilibri.

Bicicleta: Amb un pal anomenat cavallet que després es pot plegar per recolzar-se apart de les rodes.

antena de TV: Fer-les en forma de piràmide.

tamboret: Posar-li quatre potes.

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?

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

5

RÍGIDA

RÍGIDA

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

Secció en U - 3

Secció en T - 5

Secció en L - 4

Secció en I - 6

Secció circular - 1

Secció quadrada - 2

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 – secció en L Estructura d’un para-sol – secció en T Cistella de bàsquet - circular Porteria de futbol – secció en C Torre d’alta tensió – Secció en quadrada Farola – secció en I Senyal de trànsit – Secció en T

Exercici 19: Busca imatges de dels següents tipus de ponts:

Pont d'arc de pedra

Pont d’arcs d’acer

Ponts en suspensió

6

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

Pont Cantilever

Pont suportat per cables

Pont basculant

Pont giratori

7

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

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.

PONT DE PONTCHARTRAIN:

Aquest pont està a Nova Orleans, Estats Units. Creua el llac del sud de Louisiana, i comunica Mandeville i Metairie.Mesura 38,6 quilòmetres. Es va inaugurar el 1956, inicialment amb una sola via, i després es va construir l’ altra paral·lela, que va començar a funcionar alen 1969.Es va construir amb 9.000 pilars de formigó. Actualment es troba ja col·lapsat, i per ell circulen uns 3500 vehicles per hora.Aquest pont va patir les destrosses de l’huracà Katrina.

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 a Aveyron (França) és el pont més alt del món. Inaugurat el 14 de desembre de 2004 després de 36 mesos de treballs de construcció, l'estructura té una altura de 343 metres sobre el riu Tarn, i una longitud de 2.460 m, entre el Causse du Larzac i el Causse Rouge. Té 7 pilars de formigó, i el tauler té una amplària de 32 metres.

8

Forces i estructures Tecnologia 3r ESO

El Viaducte Millau està constituït per vuit trams de tauler d'acer , que es recolzen sobre set pilars de formigó. La calçada pesa 36.000 tones i s'estén al llarg de 2.460 metres, sent el seu ample de 32 m i el seu espessor a 4,3 m. Els 6 trams interiors del viaducte tenen 342 m, mentre que els dos extrems mesuren 204 m. L'autopista té dos carrils de trànsit en cada adreça.Els pilars tenen entre 77 i 246 m i passen de tenir una secció longitudinal de 24,5 m en la base a 11 m en la seva part superior. Cada pilar està compost al seu torn per 16 seccions, cadascuna de les quals pesa 2230 tones i en total el pont pesa al voltant de les 35000 tones. Aquestes seccions s'ensamblaron en el lloc de l'obra a partir de peces de 17 metres de llarg, 4metres d'ample i un pes de 60 tones que es van fabricar en Lauterbourg i Fos-Sud-Mer per l'empresa constructora Eiffage. Els pilars es van muntar primer, al costat d'una sèrie de suportis temporals, i en forma prèvia a la col·locació de les bigues, que es van guiar mitjançant senyals de satèl·lit i es van disposar a una velocitat de 600 mil·límetres cada 4 minuts.A prop de 3.000 persones van treballar en la seva construcció.

9