TEMA 1. FORCES I ESTRUCTURES EXERCICIS

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

Quan empenys una taula, quan portes molts llibres , quan estas sentat a una cadira , quan empenys algú, quan xutes una pilota .

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

Parts: un moll contingut en un cilindre de plastic, cartró o metall generalment amb dos ganchos a cada costat. Els dinamómetres porten marcada una escala, en unitats de força, amb un cilindre hueco que (rodea) el moll. Al colgar pesos o aplicar una força sobre el gancho inferior, el cursor del cilindre inferior es mou sobre la escala exterior, indicant el valor de la força.

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

Materials elàstics : gomes, cautxú .

Materials plàstics : molts plàstics, plastilina, argila

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.

Exemples : vidre, alguns plàstics, porcellana. Si , per exemple el vidre.

Si , alguns plàstics.

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 µ Un cable de telèfon Plasticitatµ Una columna Tenacitatµ Una pilota de bàsquet Plasticitatµ Una pilota de golf Plasticitatµ El quadre d'una bicicletaµ Una llauna de Coca cola Plasticitatµ Una farola Tenacitat µ Un trampolí Resistència

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

Elasticitat

Plasticitat

Duresa

Fragilitat

Tenacitat

Paper x

Goma xPlàstic x x xVidre x

Alumini xFusta de pi x

Acer x xCartró x

Fusta de roure

x

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

µ Un tornavís Torsióµ Les potes d’una taula Cisallamentµ El passador d’unes tisores Cisallamentµ Les cordes d’una guitarra Traccióµ 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:

A B

C

pes

A B

C E

D

pes

A B

C

pes

A B

C

pes

D

El primer : flexió 2 : Compressió

3: flexió 4 : tracció

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

F’ : cissallament F :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 :Columnes d’un habitatge cisallament : terratrèmol

Tracció: Cables alta tensió flexió : metall

Torsió : un pont

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?

Pes de la estructura , pes dels objectes, característiques del terra, temperatura, terratrèmols, vent i vibracions.

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

E.Armadura:

E.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 : posar hi un cub de base hexagonal amb un forat a

dins per ficar hi l’escombra , i a la part superior del cub ficar dos forats més petits que el forat per ficar hi l’escombra i allí ficarem dos pals que estiguin units per un forat on s’hi podrà ficar l’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 de dalt no , la de la esquerra no , la del mitg si i la de la dreta si.

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

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 : Estructura d’una cadira : secció quadrada Estructura d’un para-sol :secció circular Cistella de bàsquet : secció circular Porteria de futbol : secció en U Torre d’alta tensió : secció circular

Farola : secció circular Senyal de trànsit : secció circular

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 més llarg del món es el pont del llac Pontchartrain , es troba a Nova Orleans a EUA te una longitud de 38.6 km Està format per 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. Va ser inaugurat el 1956, inicialment amb una sola via, i després es va construir l'altra paral.lela, que va començar a funcionar el 1969. Actualment ja es troba desaparegut i pel circulen uns 3.500 vehicles per hora, així que està en projecte la construcció d'una tercera calçada.

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. Sota aquestes línies teniu una imatge d'aquest espectacular pont, de 32,2 quilòmetres de longitud. La seva construcció va finalitzar el 2005.

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. Sota aquestes línies teniu una imatge del pont.

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 epont 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 36 mesos de treballs de construcció, l'estructura assoleix una alçada màxima 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 amplada de 32metres.Prop de 3.000 persones van treballar en aquest projecte, que va costar gairebé 400 milions d'euros.

Puente Golden Gate, San Francisco És un famós pont situat a Califòrnia, Estats Units, que uneix la península de San Francisco pel nord amb el sud de Marin. El Golden Gate és el pont més famós de San Francisco tot i no ser el major en aquesta ciutat, ja que el Bay Bridge és la via principal. La seva longitud és d'una milla aproximadament, està suspès de dues torres de 745 peus d'alçada. Compta amb sis carrils per a cotxes i un sender protegit per a vianants i bicicletes

Pont de Brooklyn, Nova York Té una longitud de 6.016 peus a través del riu aquest, i uneix l'illa de Brooklyn i Manhattan. El Brooklyn Bridge va ser el primer pont penjant del món. La construcció va començar el 1869 i va ser acabat catorze anys més tard, L'estil de l'arquitectura és gòtic i va resultar una estructura sis vegades més fort del que es necessitava i gràcies a això encara està operatiu quan molts altres

construïts en la mateixa època s'han ensorrat o han estat reemplaçats.