UNITAT DIDÀCTICA: ESTUDI DELS OPERADORS MECÀNICS

Nom alumne/a 1: _________________

Nom alumne/a 2: _________________

Curs i grup: __________

1- EXPERIÈNCIA AMB LES PALANQUES: Data: __________

Introducció:

Les palanques són uns dels operadors mecànics més utilitzats des de l'antiguitat. La seva "popularitat" es debuda a que amb una simple barra llarga i un punt de recolzament (o fulcre) podem vencer resistències molt grans realitzant una força molt menor.

En aquesta activitat estudiareu i comprovareu com funcionen les palanques dels tres tipus o graus.

Desenvolupament:

Abans de començar l'estudi de les palanques heu de "calibrar" una molla per utilitzar-la com a dinamómetre (o aparell per mesurar forces). Per fer això colliu la molla que us han deixat i mesurau quan s'allgar quan hi penjau cada un dels pesos que teniu per fer l'activitat. Ompliu la taula del costat i calculau quants grams fan allargar un milímetre del moll.

Grams

     

mm

     

Grs/mm

     

Fet això, heu de col·locar la barra que us han assignat en la foma que apareixen als dibuixos i, col·locant diferents "resistències" a vencer (posant varis pesos si es necesari) mesurau la "força" que necessitau fer amb el moll per equilibrar-la.

 

 

 

 

 

 

Ompliu les columnes de la taula que teniu a continuació amb tres pesos diferents per cada grau de palanca

Resistencia (grams)

                 

Braç resistent (cm)

                 

Deformació moll (mm)

                 

Força del moll (grams)

                 

Braç motriu (cm)

                 

R x Br

                 

F x Bm

                 

Contestau:

  1. Hi ha alguna relació entre les dues darreres files de la taula? SI - NO
  2. Si hi ha relació, quina relació hi ha? ____________________________________ ________________________________________________________________________
  3. Intenta escriure una equació o fórmula per expressar aquesta relació: _____________

UNITAT DIDÀCTICA: ESTUDI DELS OPERADORS MECÀNICS

Nom alumne/a 1: _________________

Nom alumne/a 2: _________________

Curs i grup: __________

2- EXPERIÈNCIA AMB POLITGES: Data: __________

Introducció:

Les politges (o corrioles) són un altre tipus d'operadors mecànics, no tant utilitzats com les palanques però també molt coneguts. Encara que la seva forma més primitiva i simple és la roda, per l'aplicació de forces necessiten l'ajut de cordes o corretges.

En aquesta activitat estudiareu i comprovareu com podem aconseguir reduïr l'esforç necessari per moure pesos grans gràcies a les politges (i especialment al polipast, que es un muntatge especial amb politges) així com algun altre aparell com el ternal (també anomenat polipast d'engranatges).

Desenvolupament:

Per realitzar aquesta activitat utilitzareu un polipast de 6 politges que col·locareu com es veu al dibuix, de manera que hi ha un nș diferent de cordes entre les dues peces.

 

 

 

 

 

 

"L'experiment" que heu de fer és comprovar quanta força s'ha de fer per aixecar un pot ple de pesos. Heu de mesurar també els metres de corda que s'han d'estirar per fer pujar la càrrega (resistència) a 1 metre d'alçada. Ompliu les columnes de la taula següent i contestau les preguntes del final.

Nș de cordes del polipast

1

2

3

4

5

6

TERNAL

Resistència a pujar (Kg)

             

Alçada a pujar (mts)

             

Força a realitzar (Kg)

             

Llargada a estirar (mts)

             

R x Alçada

             

F x L

             

Contestau:

  1. Hi ha alguna relació entre les dues darreres files de la taula? SI - NO
  2. Si hi ha relació, quina relació hi ha? ____________________________________ _______________________________________________________________________
  3. Intenta escriure una equació o fórmula per expressar aquesta relació: _____________
  4. Veus alguna relació entre la força, la resistència i el nș de cordes? I entre l'alçada, la llargada i el nș de cordes?. Explica-la ________________________________________ _______________________________________________________________________
  5. Quines màquines o situacions coneixes on s'usin polipastos? _________________

UNITAT DIDÀCTICA: ESTUDI DELS OPERADORS MECÀNICS

Nom alumne/a 1: _________________

Nom alumne/a 2: _________________

Curs i grup: __________

3- COMBINANT RODES DENTADES: Data: __________

Introducció:

Les rodes dentades (que quan es junten s'anomenen engranatges) també són operadors mecànics molt populars, utilitzats en gran quantitat de mecanismes d'avui dia. Molt més complicats de construir que les palanques o les politges, es varen començar a usar amb certa precisió des del Renaixement.

En aquesta activitat estudiareu com es poden combinar les rodes dentades i quines relacions de moviment hi ha entre elles.

Desenvolupament:

La pràctica d'avui consisteix en "muntar engranatges" amb diferents tipus de rodes dentades. Posau una de les rodes dentades assignades al mig del suport que us han deixat, heu de colocar, una per una, totes les altres rodes que poden engranar amb ella.

Feis una marca amb llapis o guix a cada roda, de manera que les marques "es mirin". Anau movent amb el dit la roda central (que anomenam roda motriu) i contau quantes voltes senceres dóna la roda moguda o conduïda, fins que es tornin a trobar les marques (hauran donat voltes senceres). Apuntau les voltes fetes per cada roda, i ompliu les altres dades de la taula deixin ebans de començar l'estudi de les palanques heu de "calibrar" una molla per utilitzar-la

Diàmetre de la roda motriu =D1 (mm)

                   

Nș dents de la roda motriu =z1

                   

Nș voltes de la roda motriu= N1

                   

Diàmetre de la roda conduïda=D2 (mm)

                   

Nș dents de la roda conduïda= Z2

                   

Nș de voltes de la roda moguda= N2

                   

Entre-eixos (mm)

                   

Relació de trans-missió i=N1/N2

                   

N1·z1

                   

N2·z2

                   

Contestau:

  1. Hi ha alguna relació entre les dues darreres files de la taula? SI - NO
  2. Si hi ha relació, quina relació hi ha? ____________________________________ ________________________________________________________________________
  3. Intenta escriure una equació o fórmula per expressar aquesta relació: _____________

 

UNITAT DIDÀCTICA: ESTUDI DELS OPERADORS MECÀNICS

Nom alumne/a 1: _________________

Nom alumne/a 2: _________________

Curs i grup: __________

4- IDENTIFICACIÓ D'OPERADORS MECÀNICS: Data: __________

Introducció:

A part de les palanques, les politges i les rodes dentades, que són els més coneguts i utilitzats, hi ha molts altres operadors mecànics que s'utilitzen per transmetre forces i moviments, transformant-los d'alguna manera. Alguns serveixen per canviar la velocitat de girar, altres per passar d'un moviment circular a un rectilini o viceversa, etc. Tots ells tenen unes certes utilitats i característiques, i junts combinats de diferents maneres, podem muntar mecanismes i fins i tot màquines per realitzar tasques ben complexes.

En aquesta activitat hareu d'identificar i analitzar el funcionament d'alguns d'aquestos operadors.

Desenvolupament:

Per realitzar l'activitat present, heu d'identificar els operadors que us han assignat, amb l'ajut dels vostres coneixements, de la vostra inteligència i d'alguna fotocòpia i/o llibre que pogueu aconseguir. A la taula de més endavant, al costat del nom heu de fer un petit dibuix i després indicar el tipus de moviment principal de l'opèrador (rotatiu o lineal). Després apuntau els mateixos operadors en la fila de dalt, així com el tipus de moviment.

El que heu de fer a continuació és comprovar si l'operador de cada fila "combina" amb cada un dels operadors de les diferents columnes, tenint en compte que el motriu es el que vosaltres moveu amb el dit i el conduit és el que es mou com conseqüencia. Posau una creu com la combinació sigui possible i funcioni.

Conduit: Operador

Motriu Moviment

Oper Dibuix Movim