UNITAT 3: FORCES I ESTRUCTURES

    Les forces                        Esforços               Propietats mecàniques
                                                                 dels materials




Cristina Rodon Balmaña                                                               1/1/ 13
                                                                                        13
                                                                                        20
Departament de Tecnologia
UNITAT 3: FORCES I ESTRUCTURES
    1. Les forces




    Les forces
   Les forces                           Esforços               Propietats mecàniques
                                                                   dels materials




                                  UNA FORÇA ÉS UNA
                                     ACCIÓ DE:




                        PRODUIR O
                                                    PRODUIR-HI
                    MODIFICAR L'ESTAT DE
                                                   DEFORMACIONS
                      MOVIMENT/REPÒS




Cristina Rodon Balmaña                                                                 2/ 20
                                                                                          13
Departament de Tecnologia
UNITAT 3: FORCES I ESTRUCTURES

      Les forces
     Les forces                         Esforços                   Propietats mecàniques
                                                                       dels materials




Segons com actuïn les forces, els efectes que provoquen poden ser
                          molt diferents




             Representacions de les
                    forces                                        Dinamòmetre
                                                               (Per mesurar forces)
  Cristina Rodon Balmaña                                                                   3/ 20
                                                                                              13
  Departament de Tecnologia
UNITAT 3: FORCES I ESTRUCTURES

                Les forces                       Esforços
                                               Esforços
                                                Esforços                  Propietats mecàniques
                                                                         Propietats mecàniques dels
                                                                               dels materials
                                                                                  materials
  3. Esforços




                                                                Esforç (σ)=    Força           = F
                                           TIPUS D'ESFORÇ                     Superfície         A




TRACCIÓ                      COMPRESSIÓ       FLEXIÓ          TORSIÓ          CISALLAMENT




   Cristina Rodon Balmaña                                                                         4/ 13
                                                                                                  4/ 20
   Departament de Tecnologia
UNITAT 3: FORCES I ESTRUCTURES

     Les forces                        Esforços               Propietats mecàniques
                                                                  dels materials




                             Esforç de tracció

σ= F
   A




                                    Dues forces oposades que tendeixen a
                                           estirar o allargar el cos


 Cristina Rodon Balmaña                                                               5/5/ 13
                                                                                         20
 Departament de Tecnologia
UNITAT 3: FORCES I ESTRUCTURES

  Les forces              LesEsforços
                              forces               Propietats mecàniques
                                                       dels materials




               Esforç de compressió
σ= F
               Dues forces que actuen sobre un
   A              cos en la mateixa direcció




Tendeix a aixafar-lo o
                                               Tendeix a doblegar-se.
    escurçar-lo
                                                    Vinclament

                                                                      6/ 13 20
                                                                           6/
UNITAT 3: FORCES I ESTRUCTURES

    Les forces                         Esforços
                                     Esforços                      Propietats mecàniques
                                                                       dels materials



                            Esforç de flexió
                                                                  La resistència
                                                                   d’un cos a la
                                                                flexió, a més del
                                                                material, depèn
                                                                 de la longitud i
                                                                de la forma de la
                                                                      secció.




                                                     Moment Flexor (N.m)= F · d
                                                     d= distància de la força al punt de suport




Cristina Rodon Balmaña                                                                     7/7/ 13
                                                                                              20
Departament de Tecnologia
UNITAT 3: FORCES I ESTRUCTURES

    Les forces                             Esforços                          Propietats mecàniques
                                                                                 dels materials




                                Esforç de torsió




                    L’efecte de l’acció de les forces que fan que
                                un cos giri o es torci.

                 Moment Torçor (N.m)= F · r
                 r= distància perpendicular al centre de gir “radi” en “m”




Cristina Rodon Balmaña                                                                               8/8/ 13
                                                                                                        20
Departament de Tecnologia
UNITAT 3: FORCES I ESTRUCTURES

    Les forces                         Esforços
                                     Esforços
                                      Esforços                Propietats mecàniques
                                                             Propietats mecàniques dels
                                                                   dels materials
                                                                      materials


             Esforç de cisallament o tallant
τ= F
   A




 Si tallem amb unes tisores, el que fem és concentrar dues
  forces oposades en una mateixa part d’aquest element



Cristina Rodon Balmaña                                                                9/ 13
                                                                                      9/ 20
Departament de Tecnologia
UNITAT 3: FORCES I ESTRUCTURES

                 Les forces
     2. Les propietats mecàniques
             dels materials



                                                     Esforços
                                                    Esforços                  Propietats mecàniques dels
                                                                                Propietats mecàniques
                                                                              Propietats mecàniques dels
                                                                                    dels materials
                                                                                       materials
                                                                                       materials


                                                       LES
                                                    PROPIETATS
                                                    MECÀNIQUES
                                                       DELS
                                                    MATERIALS




    LA                              TENACITAT I                         LA               LA DURESA
RESISTÈNCIA                         FRAGILITAT     L'ELASTICITAT    PLASTICITAT.




  Cristina Rodon Balmaña                                                                               10/13
                                                                                                       10/ 20
  Departament de Tecnologia
UNITAT 3: FORCES I ESTRUCTURES

                          Les forces
              2. Les propietats mecàniques
                      dels materials



                                                                              Esforços
                                                                             Esforços                             Propietats mecàniques dels
                                                                                                                    Propietats mecàniques
                                                                                                                  Propietats mecàniques dels
                                                                                                                        dels materials
                                                                                                                           materials
                                                                                                                           materials


    Propietats mecàniques: determinen el comportament del materials quan hi actuen una o més forces
  La resistència és la                                   Quan un material és molt          Diem que un material té        De la plasticitat se’n
capacitat que té un material                           resistent als cops, i no es       plasticitat quan és fàcil      deriven dues propietats
de resistir forces sense                               trenca fàcilment, diem que        donar-li formes diverses       més: la ductilitat i la
deformar-se excessivament                              és tenaç o que té tenacitat.      sense trencar-lo.              mal·leabilitat.
ni trenacr-se.
                                                        Ex: L’acer és un material          Alguns materials poden         Quan un material és fàcil
  Exemples: acer,                            fustes,   tenaç igual que la fusta,         ser estirats, aixafats o       estirar-lo   per donar-li
alguns plàstics                                        encara que no tant.               doblegats en fred (a           forma de fil sense que es
                                                                                         temperatura ambient), i        trenqui, diem que té
  En canvi, diem que un                                   Contràriament, diem que
                                                                                         d’altres caldrà escalfar-los   ductilitat o que és dúctil.
material és dur quan costa                             un material és fràgil quan es
                                                                                         prèviament.     L’acer és      S
molt ratllar-lo, tallar-lo o                           trenca     fàcilment    sense
                                                                                         plàstic, sobretot quan està
foradar-lo (amb un punxó,                              deformar-se gaire en donar-                                        i és fàcil aixafar-lo per
                                                                                         calent.
per exemple).                                          li un cop o d’aplicar-li una                                     obtenir làmines primes i no
                                                       força.                                                           es trenca, diem que té
  Exemples:
                                                                                                                        mal·leabilitat o que és
                                                        Ex: el vidre, tot i que és
 L’acer, el metall amb què                                                                                              mal·leable.
                                                       resistent a alguns esforços.
estan fetes unes tisores o la
                                                       S’utilitza per fabricar taules,                                    Exemples:
fulla d’un ganivet, és molt
                                                       prestatgeries,       finestres,
dur. També el vidre                                                                                                       El coure és molt dúctil i
                                                       peixeres, etc.
                                                                                                                        l’alumini molt mal·leable.
 Contràriament, diem que la
fusta és tova, ja que es ratlla
amb facilitat.

          Cristina Rodon Balmaña                                                                                                           11/13
                                                                                                                                           11/ 20
          Departament de Tecnologia
UNITAT 3: FORCES I ESTRUCTURES

 Les forces               Esforços                 Propietats mecàniques dels
                                                     Propietats mecàniques
                                                         dels materials
                                                            materials


   La resistència, tenacitat i fragilitat

                                                 El vidre és fràgil. El
                                                   martell és tenaç



La resistència a deformar-
     se i a trencar-se




                               Aquí el vidre ès molt resistent a
                                        alguns esforços
                                                                        12/ 13 20
                                                                             12/
UNITAT 3: FORCES I ESTRUCTURES

    Les forces                        Esforços               Propietats mecàniques dels
                                                               Propietats mecàniques
                                                                   dels materials
                                                                      materials



    L’elasticitat, la plasticitat i la duresa




Materials elàstics                   El paper d’alumini és un material
                                     mal—leable i el coure és molt dúctil




                            La duresa del diamant

Cristina Rodon Balmaña                                                                    13/ 20
                                                                                           13/13
Departament de Tecnologia

Unitat 3 forces, esforços i propietats

  • 1.
    UNITAT 3: FORCESI ESTRUCTURES Les forces Esforços Propietats mecàniques dels materials Cristina Rodon Balmaña 1/1/ 13 13 20 Departament de Tecnologia
  • 2.
    UNITAT 3: FORCESI ESTRUCTURES 1. Les forces Les forces Les forces Esforços Propietats mecàniques dels materials UNA FORÇA ÉS UNA ACCIÓ DE: PRODUIR O PRODUIR-HI MODIFICAR L'ESTAT DE DEFORMACIONS MOVIMENT/REPÒS Cristina Rodon Balmaña 2/ 20 13 Departament de Tecnologia
  • 3.
    UNITAT 3: FORCESI ESTRUCTURES Les forces Les forces Esforços Propietats mecàniques dels materials Segons com actuïn les forces, els efectes que provoquen poden ser molt diferents Representacions de les forces Dinamòmetre (Per mesurar forces) Cristina Rodon Balmaña 3/ 20 13 Departament de Tecnologia
  • 4.
    UNITAT 3: FORCESI ESTRUCTURES Les forces Esforços Esforços Esforços Propietats mecàniques Propietats mecàniques dels dels materials materials 3. Esforços Esforç (σ)= Força = F TIPUS D'ESFORÇ Superfície A TRACCIÓ COMPRESSIÓ FLEXIÓ TORSIÓ CISALLAMENT Cristina Rodon Balmaña 4/ 13 4/ 20 Departament de Tecnologia
  • 5.
    UNITAT 3: FORCESI ESTRUCTURES Les forces Esforços Propietats mecàniques dels materials Esforç de tracció σ= F A Dues forces oposades que tendeixen a estirar o allargar el cos Cristina Rodon Balmaña 5/5/ 13 20 Departament de Tecnologia
  • 6.
    UNITAT 3: FORCESI ESTRUCTURES Les forces LesEsforços forces Propietats mecàniques dels materials Esforç de compressió σ= F Dues forces que actuen sobre un A cos en la mateixa direcció Tendeix a aixafar-lo o Tendeix a doblegar-se. escurçar-lo Vinclament 6/ 13 20 6/
  • 7.
    UNITAT 3: FORCESI ESTRUCTURES Les forces Esforços Esforços Propietats mecàniques dels materials Esforç de flexió La resistència d’un cos a la flexió, a més del material, depèn de la longitud i de la forma de la secció. Moment Flexor (N.m)= F · d d= distància de la força al punt de suport Cristina Rodon Balmaña 7/7/ 13 20 Departament de Tecnologia
  • 8.
    UNITAT 3: FORCESI ESTRUCTURES Les forces Esforços Propietats mecàniques dels materials Esforç de torsió L’efecte de l’acció de les forces que fan que un cos giri o es torci. Moment Torçor (N.m)= F · r r= distància perpendicular al centre de gir “radi” en “m” Cristina Rodon Balmaña 8/8/ 13 20 Departament de Tecnologia
  • 9.
    UNITAT 3: FORCESI ESTRUCTURES Les forces Esforços Esforços Esforços Propietats mecàniques Propietats mecàniques dels dels materials materials Esforç de cisallament o tallant τ= F A Si tallem amb unes tisores, el que fem és concentrar dues forces oposades en una mateixa part d’aquest element Cristina Rodon Balmaña 9/ 13 9/ 20 Departament de Tecnologia
  • 10.
    UNITAT 3: FORCESI ESTRUCTURES Les forces 2. Les propietats mecàniques dels materials Esforços Esforços Propietats mecàniques dels Propietats mecàniques Propietats mecàniques dels dels materials materials materials LES PROPIETATS MECÀNIQUES DELS MATERIALS LA TENACITAT I LA LA DURESA RESISTÈNCIA FRAGILITAT L'ELASTICITAT PLASTICITAT. Cristina Rodon Balmaña 10/13 10/ 20 Departament de Tecnologia
  • 11.
    UNITAT 3: FORCESI ESTRUCTURES Les forces 2. Les propietats mecàniques dels materials Esforços Esforços Propietats mecàniques dels Propietats mecàniques Propietats mecàniques dels dels materials materials materials Propietats mecàniques: determinen el comportament del materials quan hi actuen una o més forces La resistència és la Quan un material és molt Diem que un material té De la plasticitat se’n capacitat que té un material resistent als cops, i no es plasticitat quan és fàcil deriven dues propietats de resistir forces sense trenca fàcilment, diem que donar-li formes diverses més: la ductilitat i la deformar-se excessivament és tenaç o que té tenacitat. sense trencar-lo. mal·leabilitat. ni trenacr-se. Ex: L’acer és un material Alguns materials poden Quan un material és fàcil Exemples: acer, fustes, tenaç igual que la fusta, ser estirats, aixafats o estirar-lo per donar-li alguns plàstics encara que no tant. doblegats en fred (a forma de fil sense que es temperatura ambient), i trenqui, diem que té En canvi, diem que un Contràriament, diem que d’altres caldrà escalfar-los ductilitat o que és dúctil. material és dur quan costa un material és fràgil quan es prèviament. L’acer és S molt ratllar-lo, tallar-lo o trenca fàcilment sense plàstic, sobretot quan està foradar-lo (amb un punxó, deformar-se gaire en donar- i és fàcil aixafar-lo per calent. per exemple). li un cop o d’aplicar-li una obtenir làmines primes i no força. es trenca, diem que té Exemples: mal·leabilitat o que és Ex: el vidre, tot i que és L’acer, el metall amb què mal·leable. resistent a alguns esforços. estan fetes unes tisores o la S’utilitza per fabricar taules, Exemples: fulla d’un ganivet, és molt prestatgeries, finestres, dur. També el vidre El coure és molt dúctil i peixeres, etc. l’alumini molt mal·leable. Contràriament, diem que la fusta és tova, ja que es ratlla amb facilitat. Cristina Rodon Balmaña 11/13 11/ 20 Departament de Tecnologia
  • 12.
    UNITAT 3: FORCESI ESTRUCTURES Les forces Esforços Propietats mecàniques dels Propietats mecàniques dels materials materials La resistència, tenacitat i fragilitat El vidre és fràgil. El martell és tenaç La resistència a deformar- se i a trencar-se Aquí el vidre ès molt resistent a alguns esforços 12/ 13 20 12/
  • 13.
    UNITAT 3: FORCESI ESTRUCTURES Les forces Esforços Propietats mecàniques dels Propietats mecàniques dels materials materials L’elasticitat, la plasticitat i la duresa Materials elàstics El paper d’alumini és un material mal—leable i el coure és molt dúctil La duresa del diamant Cristina Rodon Balmaña 13/ 20 13/13 Departament de Tecnologia