Conceptes Clau d'Estructures i Màquines Simples: Guia Essencial

Conceptes Fonamentals d'Estructures

A continuació, es presenten definicions i conceptes clau relacionats amb les estructures:

• Càrregues: Les forces que actuen sobre una estructura.
• Natural: Un esquelet és una estructura de tipus natural.
• Mantenir la forma: Una de les funcions principals d'una estructura.
• El tipus d'elements: Un dels criteris per classificar les estructures.
• Entramada: És un tipus d'estructura formada per elements horitzontals i verticals.
• Els tirants: Un dels elements estructurals pensats per suportar forces de tracció.
• La força: En les estructures, la causa que provoca la modificació de la forma dels cossos.
• Compressió: La força que tendeix a aixafar els suports d'una estructura.
• Vinclament: La deformació lateral d'una peça llarga sotmesa a compressió en el sentit del seu eix.
• Compressió: Els pilars d'un edifici estan sotmesos a un esforç de compressió.
• Arcs: Un exemple per augmentar la resistència repartint la càrrega en una o diverses peces.

Fórmules i Càlculs en Estructures Triangulades

• (t+2): El nombre de nusos en una estructura triangulada amb un nombre de triangles = t.
• b=(2n-3): En una estructura triangulada, la relació entre el nombre de barres (b) i de nusos (n).
• 51: Si una estructura triangulada està formada per 25 triangles, tindrà un nombre de barres igual a 51.
• 7: El nombre total de barres en una estructura triangulada de 5 nusos.

Materials de Construcció

• Alumini: Un dels materials moderns per construir estructures.
• Formigó: El material per a la construcció, produït per la barreja de ciment, sorra, aigua i àrids.

Veritat o Falsedat en Estructures

• AFIRMACIÓ: Estructures articulades són les que els elements estructurals poden desplaçar-se.
• V: La plataforma d'un pont és un element estructural sotmès a esforços de flexió.
• V: La Torre Eiffel és un exemple d'estructura d'elements d'armadura entramada.
• F: El formigó no és un material caracteritzat per la seva lleugeresa.

Nota: La instrucció "dibuixa sobre la figura de la dreta les barres necessàries per a que sigui estable" fa referència a una activitat pràctica no inclosa en aquest text. L'estructura anterior, quan és estable, està formada per 12 barres.

Conceptes Fonamentals de Màquines Simples

A continuació, es detallen definicions, principis i càlculs relacionats amb les màquines simples:

• Simple: Un cargol és una màquina simple.
• Un sol element: La característica essencial de les màquines simples és que tenen un sol element.
• Màquines simples: Les màquines simples són: el pla inclinat, la palanca, la roda, la politja i el cargol.
• Magnituds i principis bàsics: Les magnituds i principis bàsics de les màquines són: el treball, la potència, el rendiment i la força.
• Rendiment: En una màquina simple, la relació entre el treball útil i el treball total rep el nom de rendiment.
• Potència: La quantitat de treball que pot realitzar una màquina en un temps determinat.
• W=F·d: L'expressió matemàtica per calcular el valor del treball és W=F·d.
• Avantatge mecànic: La relació entre la força que fa la màquina i la que cal fer sobre la màquina, s'anomena avantatge mecànic.
• El joule: La unitat de treball d'una màquina és el joule (J).

Càlculs i Aplicacions de Màquines Simples

• 250 J: Si es fa una força de 10 N sobre un objecte i es mou 25 m, el treball mecànic realitzat és de 250 J.
• 125 W: Una màquina que aixeca un pes de 500 N a 5 m en 20 s desenvolupa una potència de 125 W.
• El pla inclinat: La màquina que serveix per desplaçar un cos a un nivell més elevat amb menys esforç és el pla inclinat.
• Fa·da=Fr·dr: De les següents expressions, la que correspon a la palanca és Fa·da=Fr·dr.
• 300 N: La força que s'haurà de fer per aixecar un cos de 400 N fins a una alçada de 3 m per un pla inclinat de 4 m de longitud serà de 300 N.
• 7,5 N·m: El moment per obrir una porta amb el pom a 75 cm de la frontissa si s'aplica una força de 10 N és de 7,5 N·m.
• De segon grau: La palanca que té la resistència entre la força i el punt de suport és de segon grau.
• 150 N: La força necessària per aixecar amb una palanca de primer gènere de 75 cm de llargària, un pes de 300 N a 25 cm del punt de suport és de 150 N.
• 4: Fan falta 4 politges per aixecar un pes de 100 N fent una força de 25 N.
• 5,31 N: Si es té una maneta de 30 cm que actua sobre un cargol de pas de rosca de 1 cm, la força que s'haurà d'aplicar per fer una força de 1000 N és de 5,31 N.
• 37,5 mm: Si un cargol amb una rosca de pas de 2,5 mm fa 15 voltes, es desplaçarà 37,5 mm.