Propietats mecàniques dels materials: resistència, duresa, tenacitat i plasticitat

Resum

El document explica el concepte de força, la seva unitat i la seva representació vectorial, i després introdueix les principals propietats mecàniques dels materials. Es descriuen la resistència, els tipus d'esforços, la duresa, la tenacitat, la plasticitat (amb mal·leabilitat i ductilitat) i l'elasticitat, amb exemples de materials per a cadascuna.

Punts clau

La força és una acció capaç de produir o modificar el repòs o el moviment d'un cos, o de produir-hi deformacions; la unitat en el SI és el newton (N).
Les forces es representen com a vectors definits pel seu mòdul, direcció, sentit i punt d'aplicació, i s'han de mesurar amb el dinamòmetre.
La resistència és la capacitat d'un material per suportar esforços sense deformar-se o trencar-se; els esforços poden ser de tracció, compressió, flexió, torsió i cisalla.
La duresa és la resistència d'un material a ser ratllat o penetrat per un altre material.
La tenacitat és la capacitat de resistir els xocs, i és la propietat contrària a la fragilitat.
La plasticitat és la capacitat d'un material per adquirir deformacions permanents sense trencar-se; es divideix en mal·leabilitat (làmines) i ductilitat (fils).
L'elasticitat és la capacitat d'un material de recuperar la seva forma original després de ser deformat; cada material té un límit elàstic.

Posa't a prova

Definició de Força

“És una acció capaç de produir o modificar l'estat de repòs o de moviment d'un cos o de produir-hi deformacions. La unitat de força, en el Sistema Internacional (SI), és el Newton (N)”

Representació i Mesura de Forces

Les forces les representem gràficament mitjançant vectors. El seu valor (mòdul), la direcció i el sentit defineixen com les forces actuen sobre un punt anomenat punt d'aplicació.

L'aparell utilitzat per mesurar les forces és el dinamòmetre.

Propietats Mecàniques dels Materials

Les propietats mecàniques descriuen el comportament dels materials davant d'esforços (forces). Aquestes propietats són degudes a les forces de cohesió dels àtoms, que s'oposen a esforços externs que apliquem als materials. Les principals propietats mecàniques són:

Resistència

Resistència: És la capacitat que té un material per suportar esforços (l'aplicació de forces) sense deformar-se o trencar-se. Alguns exemples de materials resistents són: metalls (acer, titani...), fusta, alguns plàstics...

Tipus d'Esforços

Esforços de tracció
Esforços de compressió
Esforços de flexió
Esforços de torsió
Esforços de cisalla

Duresa

Duresa: La duresa és la resistència o oposició que presenta un material a ser ratllat o penetrat per un altre material. Alguns exemples de materials durs són: el vidre, el diamant, l'acer... Si un material no és dur, direm que és tou (guix, fustes naturals, argila...).

Tenacitat

Tenacitat: Es defineix com la capacitat de resistència al xoc. Alguns exemples de materials tenaços són: els metalls, les fustes, alguns plàstics... És la propietat contrària a la fragilitat (per exemple, el vidre).

Plasticitat

Plasticitat: És la capacitat que té un material per adquirir deformacions permanents sense trencar-se. Alguns exemples de materials plàstics són: molts plàstics, la plastilina, l'argila...

Tipus de Plasticitat

Mal·leabilitat: capacitat d'un material per ser deformat de forma permanent en forma de làmines. En són exemples l'alumini, l'acer...
Ductilitat: capacitat d'un material per ser deformat de forma permanent en forma de fils. En són exemples el coure, l'acer...

Elasticitat

Elasticitat: És la capacitat que té un material de recuperar la seva forma original després d'haver estat deformat per un esforç. Alguns exemples de materials elàstics són: les gomes, el cautxú... Cada material té un límit elàstic.

Preguntes freqüents

Quina és la unitat de força en el Sistema Internacional?

La unitat de força en el Sistema Internacional (SI) és el newton (N).

Quina diferència hi ha entre mal·leabilitat i ductilitat?

La mal·leabilitat és la capacitat d'un material de deformar-se de forma permanent en làmines, com l'alumini. La ductilitat és la capacitat de deformar-se de forma permanent en fils, com el coure.

Quina és la diferència entre duresa i tenacitat?

La duresa és la resistència a ser ratllat o penetrat per un altre material, mentre que la tenacitat és la capacitat de resistir el xoc. El vidre és dur però fràgil.