forces

TEMA 3. FORCES I ESTRUCTURES
1. Les forces
En primer lloc començarem definint que s’entén per 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)”
Una altra definició podria ser:
“És una acció capaç de produir que un cos acceleri o desacceleri, roti,sigui deformat o
incrementi la seva pressió”
Les forces les representem gràficament mitjançant fletxes de forma que la longitud de la fletxa
és proporcional al seu valor, i la direcció de la fletxa ens mostra la direcció i el sentit en el que
apliquem la força.

La força A és més gran que les forces B i C.

A
B

Les forces A i B estan actuant en la mateixa direcció i sentit.
C

Laforces B i C tenen el mateix valor però direccions diferents.

Alguns exemples de forces:

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

2. Les propietats mecàniques dels materials
Les propietats mecàniques descriuen el comportament dels materials davant d’esforços
(forces) que intenten estirar-los, aixafar-los, retorçar-los, doblegar-los, tallar-los, trencar-los
amb un copsec,...
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
És la capacitat que té un material per suportar esforços (l’aplicació de forces) sense deformarse o trencar-se. Alguns exemples de materials resistents són: metalls (acer, titani,...), fusta,
algunsplàstics,...
Depenent de com s’apliquin les forces sobre el cos podem distingir diferents tipus d’esforços
(els explicarem en el següent apartat):






Esforços
Esforços
Esforços
Esforços
Esforços

de
de
de
de
de

tracció
compressió
flexió
torsió
cisalla

Duresa
La duresa és la resistència o oposició que presenta un material a ser ratllat o penetrat per un
altrematerial. 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,...)
metalls (acer, titani,...), fusta, alguns plàstics,...

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 lafragilitat. Normalment, la fragilitat (o manca de tenacitat) va
lligada a la duresa: els materials durs acostumen a ser fràgils (per exemple el vidre).

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,...
És una propietat fonamental quan es vol donar forma aun material. Prenen especial
importància dos tipus de plasticitat:
Mal·leabilitat: capacitat d’un material per ser deformat de forma permanent en forma
de làmines. En son exemples l’alumini, l’acer,...
Ductilitat: capacitat d’un material per ser deformat de forma permanent en forma de
fils. son exemples el coure, l’acer,...

Elasticitat
És la capacitat que té un material de recuperar laseva 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 a partir del qual la deformació passa a ser permanent, i el
material pot arribar-se a trencar.

3. Esforços
Quan apliquem una força sobre un objecte, diem que aquest està sotmès a un esforç. La
resistència d’aquest objecte al’esforç dependrà, entre d’altres, de:





Les dimensions de l’objecte.
De la seva forma.
Del material amb el que ha estat fabricat.
Del tipus d’esforç al que està sotmès.

Com hem esmentat abans podem distingir 5 tipus d’esforços, que dependran de com apliquem
les forces.
Esforços de tracció
La tracció té lloc quan un objecte és estirat amb dues forces actuant
en sentits...