Conceptes Clau: Forces, Materials, Estructures i Màquines Simples

Força

Una força és una acció capaç de produir una deformació en un cos o modificar-ne l'estat de repòs o de moviment.

Esforç

És la força a la qual és sotmesa una peça en una secció determinada i que tendeix a estirar-la, aixafar-la, corbar-la, torçar-la o tallar-la.

Esforç de Tracció

Es produeix quan dues forces oposades actuen sobre un cos i tendeixen a estirar-lo o allargar-lo. Exemple: Radis d'una bicicleta.

Esforç de Compressió

Es produeix quan un objecte és comprimit per dues forces que actuen en sentits oposats, les quals tendeixen a aixafar-lo o a escurçar-lo. Exemple: Columnes.

Vinclament

És la deformació que pateixen els cossos sotmesos a compressió quan són llargs. Exemple: Perxa d'un atleta.

Esforç de Flexió

Es produeix quan les forces que actuen sobre una peça s'apliquen en el seu eix longitudinal i tendeixen a corbar-la. Exemple: Canya de pescar.

Esforç de Torció

Consisteix en l'aplicació de dues forces en sentits oposats que tendeixen a girar o retorçar un cos. Exemple: Eix d'un volant.

Esforç de Cisallament

Es produeix quan dues forces oposades són aplicades en la mateixa zona de l'objecte, intentant tallar-lo. Exemple: Tisores.

Propietats Mecàniques

Determinen el comportament dels materials quan estan sotmesos a esforços.

Resistència

La capacitat que té un material de suportar esforços sense deformar-se ni trencar-se. Exemple: Casc de moto.

Tenacitat

Propietat que tenen alguns materials de suportar forces i cops sense trencar-se. Exemple: Martell.

Fragilitat

Propietat contrària a la tenacitat. Es trenquen fàcilment en rebre cops. Exemple: Vidre.

Elasticitat

Propietat que tenen alguns materials de recuperar la seva forma original després d'haver estat deformats per un esforç. Exemple: Goma.

Duresa

És la propietat que indica l'oposició que ofereix un material a ser ratllat, penetrat o tallat. Exemple: Diamant.

Plasticitat

És la capacitat que té un material per adquirir deformacions permanents sense trencar-se. Exemple: Plastilina.

Ductilitat

És la propietat d'alguns materials de deformar-se permanentment en forma de fil prim sense trencar-se. Exemple: Cable de coure.

Mal·leabilitat

És la propietat d'alguns materials de deformar-se permanentment en forma de làmina molt fina sense trencar-se. Exemple: Paper d'alumini.

Estructures

És un conjunt de peces o d'elements, units entre si, que serveixen de suport i d'esquelet d'alguna cosa amb la funció bàsica de suportar forces. Tota estructura ha de ser resistent, rígida i estable.

Elements de les Estructures

Els elements principals de les estructures inclouen:

• Fonaments
• Elements verticals
• Elements horitzontals
• Tirants
• Arcs, voltes i cúpules
• Perfils (com ara IPN, U, HEB, T i angulars)

Tipus d'Estructures

• Estructures d'armadura:
  • Tramades
  • Triangulars
  • Penjants
• Estructures laminars
• Estructures massives
• Altres tipus d'estructures:
  • Voltes
  • Pneumàtiques
  • Geodèsiques

Disseny d'Estructures

Els factors clau en el disseny d'estructures són:

• Materials
• Forma
• Estabilitat

Màquina

És un conjunt de mecanismes, amb moviments coordinats, que transforma una forma d'energia en treball útil o en un altre tipus d'energia.

Palanca

Consisteix en una barra rígida capaç de girar al voltant d'un fulcre.

Politja

És una roda que té la superfície central en forma de canal per la qual es fa passar una corda.

Pla Inclinat

És una rampa que permet elevar càrregues, fent menys força que si ho féssim verticalment.