Què és la Força? Propietats dels Materials i Estructures
La Força i les seves Unitats
Definició de Força
La força és una acció capaç de produir o modificar l'estat de repòs o de moviment d'un cos, o de produir-hi deformacions.
Unitats i Mesura
L'aparell que es fa servir per mesurar la força s'anomena dinamòmetre.
La unitat de força en el Sistema Internacional és el Newton (N).
Altres unitats relacionades:
- Quilogram (kg): És la unitat de massa en el Sistema Internacional.
- Quilopond (kp): És la força que exerceix la gravetat sobre una massa d'un quilogram (aproximadament 9,8 N).
Propietats Mecàniques dels Materials
Resistència
La resistència és la capacitat que té un material per suportar esforços sense trencar-se. Existeixen diferents tipus de resistència segons l'esforç aplicat:
- Resistència a la tracció
- Resistència a la compressió
- Resistència a la flexió
- Resistència a la torsió
- Resistència al cisallament
Altres Propietats
Duresa
La duresa és la resistència o oposició que presenta un material a ser ratllat o penetrat per un altre material.
Tenacitat
La tenacitat és la capacitat de resistència al xoc que té un material.
Plasticitat
La plasticitat és la capacitat que té un material per adquirir deformacions permanents sense trencar-se. N'hi ha de dos tipus:
- Mal·leabilitat: Capacitat de deformar-se en làmines.
- Ductilitat: Capacitat de deformar-se en fils.
Elasticitat
L'elasticitat és la capacitat que té un material per recuperar la seva forma original després d'haver estat deformat per un esforç.
Tipus d'Esforços Mecànics
Tracció
Un objecte està sotmès a tracció quan és estirat per dues forces en sentits oposats.
Compressió
Un objecte està sotmès a compressió quan se li apliquen dues forces que actuen en sentits oposats, intentant aixafar-lo.
Flexió
Un material sotmès a flexió presenta una zona sotmesa a tracció i una zona sotmesa a compressió.
Torsió
Un objecte està sotmès a torsió quan és torçat per l'acció de dues forces oposades (parell de forces).
Cisallament
Un objecte pateix cisallament quan dues forces oposades són aplicades molt a prop l'una de l'altra, intentant tallar-lo.
Tipus d'Estructures
Classificació d'Estructures
- Estructures naturals: Són les que es poden trobar a la natura sense intervenció de l'ésser humà.
- Estructures entramades: Estan constituïdes per elements horitzontals i verticals units rígidament (exemples: taula, escala).
- Estructures triangulars: Són estructures formades per barres unides entre si formant triangles (exemples: grues, cobertes).
- Estructures laminars o carcassa: Augmenten la resistència si reben forces externes gràcies a la seva forma (exemple: carrosseria d'un cotxe).
Elements de les Estructures
- Elements verticals (pilars i columnes): Suporten càrregues principalment gràcies a un esforç de compressió.
- Elements horitzontals (bigues, jàsseres): Suporten càrregues principalment gràcies a un esforç de flexió (comuns en edificis).