Forces i Propietats Mecàniques dels Materials: Guia Completa

Forces i Propietats Mecàniques dels Materials

Una força és una acció capaç de produir o modificar l’estat en repòs o de moviment d’un cos o de produir-hi deformacions. La unitat de força, en el sistema internacional de mesura, és el newton (N).

Propietats Mecàniques dels Materials

Les propietats mecàniques són les que determinen el comportament dels materials quan hi actuen una o més forces.

• Resistència: És la capacitat que té un material de resistir forces sense deformar-se excessivament ni trencar-se: acer, fusta, plàstics.
• Tenacitat: És la propietat que tenen alguns materials de suportar forces i cops sense trencar-se: metalls, les fustes i alguns plàstics. La seva propietat contraria, és la fragilitat: vidre.
• Elasticitat: És la propietat que tenen els materials de recuperar la seva forma original després d’haver estat deformats per un esforç: goma, cautxú.
• Plasticitat: Són materials que es poden deformar permanentment, sense trencar-se: plastilina, argila. D’aquesta, en deriven dos:
  • La ductilitat, és la propietat d’alguns materials de deformar-se permanentment en forma de fil prim sense trencar-se.
  • La mal·leabilitat, és la propietat d’alguns materials de deformar-se permanentment en forma de làmina molt fina sense trencar-se.
• Duresa: És la propietat que indica l’oposició que ofereix un material a ser ratllat o penetrat.

Esforços i Estructures

La resistència d’un objecte a un determinat esforç depèn de tres factors: dimensions, forma, i la manera com actuen les forces sobre l’objecte.

• Tracció: dues forces oposades actuen sobre un cos i tendeixen a estirar-lo o allargar-lo.
• Compressió: quan les forces que actuen sobre un objecte van en la mateixa direcció però són oposades: tendeixen a aixafar-lo o a escurçar-lo.
• Flexió: quan les forces que actuen sobre una peça s'apliquen contra el seu eix longitudinal i tendeixen a corbar-lo.
• Torsió: quan les forces fan que un cos giri o es torci.
• Cisallament o tallant: quan les forces són prou grans i vencen la resistència del material.

Estructures

Conjunt d'elements units entre ells amb la funció bàsica de suportar forces. N'hi ha dos tipus:

• Armadura: conjunt d'elements resistents, units entre si, que constitueixen l'esquelet de diversos tipus d'objecte.
• Carcassa: formada per làmines o plafons units entre si que solen envoltar l'objecte.

Per dissenyar estructures, el més important és el material i la forma. El material ha de ser molt resistent i la forma ha de garantir estabilitat, per evitar que bolqui.

Estructures Metàl·liques

La forma més simple que proporciona rigidesa i una resistència gran a l'estructura és la triangular. Les estructures estan construïdes bàsicament amb perfils estructurals laminats d'acer; perfils: IPN, U, HEB, angular, T.