LES FORCES ILES M QUINESÀ13

Isaac Newton: la innocència d'un geni.Isaac Newton va nàixer el 25 de desembre de 1642 a Woolsthorpe (Anglaterra), i fou el fill pòstum d'un

terratinent analfabet. Nascut prematurament, no hi havia

esperança que sobrevisquera. El jove Newton era sensible als

ritmes de la natura i insensible als dels homes. De xiquet

construïa rellotges mecànics i de sol, i era conegut per saber dir

l'hora pel sol, però habitualment oblidava presentar-se a menjar,

tret que va persistir tota la seua vida.

A la universitat, va omplir amb llibres la seua vida solitària.

Durant en temps es va inspirar de René Descartes, un esperit afí

al seu. Descartes, como Newton, havia sigut un xiquet fràgil i

ambdós van concebre una visió totalitzadora quan tenien poc

més de vint anys; la revelació de Newton va ser la gravitació

universal; la de Descartes suposava ni més ni menys que una

ciència de tot el coneixement humà.

Poc després de graduar-se, la universitat va ser tancada a causa d'una epidèmia de pesta, i Newton se

n'anà a casa: Allà va tenir molt de temps per a pensar. Un dia trobà la grandiosa teoria que no havien

aconseguit concebre Kepler ni Galileu: una explicació única i general de com la força de la gravitació causa

el moviment de la Lluna i dels planetes.

EUGENIO FERNÁNDEZ

(traducció)Científicos universales

1

13La força i el moviment1

2

1. Definició i tipus de força

2. Elements d'una força

3. Efectes que produeixen les forces

Denominem a qualsevol acció que canvia la

velocitat i la direcció dels cossos o els deforma.

Les forces poden actuar per o a .

Quan dos objectes xoquen o s'espenten, s'exerceix una

força per contacte, també anomenada de .

La força que exerceix un imant sobre un objecte de ferro

és un exemple de una acció a .

Aquesta força es denomina .

Els elements d'una força són:

El , que es el lloc del cos on s'aplica

la força.

La , que és una recta que indica cap a on es

dirigeix la força.

El , que es cadacusna de les dues orientacions

possibles en una mateixa direcció. Tota direcció té dos

sentits.

La , que és la quantitat de força aplicada.

1. Augmenten o disminueixen la d'un cos.

És el que s'anomena o .

2. Canvien la d'un cos en moviment.

els cossos de manera quan

el cos pateix transformacions. Per exemple la

plastilina es deforma en rebregar-la. I de manera

si el cos recupera la forma original.

Si pressionem una pilota de goma i la soltem, torna

a recuperar la forma.

Els cossos que no es deformen es denominen

con una pedra o un got de vidre. Els cossos que

recuperen la forma, .

força

contacte distància

fricció

distància

força magnètica

punt d'aplicació

direcció

sentit

intensitat

velocitat

acceleració frenada

direcció

3. Deformen permanent

no permanent

rígids

flexibles

!

!

!

!

Gran Telescopi

En tensar l'arc es venç una força per contacte

o fricció que impedeix el moviment de l'arc.

Deformació no permanent d'un cos (pilota)

produïda per una força.

La força aplicada sobre la pilota en moviment

canvia la seua direcció.

Qüestions

1.Explica de quines maneres poden actuar les forces.

2. Elabora un esquema que resumisca els efectes que produeixen les forces en els

objectes.

3. Anota el nom de quatre objectes rígids i el de quatre flexibles.

131

3

1 La força de gravetat

5. El moviment

Tots els objectes s'atrauen entre ells amb una forca

anomenada . Aquesta força

solament es percep quan uns del objectes és prou

gran, com ocorre amb els astres.

A la Terra tots el cossos són atrets cap al centre per

una força anomenada

Si exercim una força sobre un cos, aquest adquireix un

.

En el moviment d'un cos hem de tindre en compte:

La . És el lloc que ocupa a cada moment.

El :.Es la distància que recorre en el

moviment.

La . És la línia que descriu en el

desplaçament, que pot ser:

, quan es mou en línia recta .

, quan no es desplaça en línia recta.

La . Indica la rapidesa amb que es mou un

cos. Pot ser:

, quan es mou sempre a la mateixa velocitat.

, quan la velocitat té canvis.

atracció gravitatòria

força de gravetat.

moviment

posició

desplaçament

trajectòria

Rectilínia

Curvilínia

velocitat

Uniforme

VariableLa nostra galàxia la

Via Làctia

Qüestions

3

A l'espai no es nota la força de gravetat

perquè és lluny de l'atracció d'algún astre.

Exemple de trajectoria rectilínia

Exemple de trajectoria curvilínia

Alguns cossos assoleixen grans velocitats

4. Què és l'atracció gravitatòria? I la força de gravetat?

5. Descriu tres moviments rectilinis i tres curvilinis.

6. Indica dos exemples de moviment uniforme i dos

més

de moviment variable.

Galileo Galilei (o Galileu)

Nasqué a Pisa (Itàlia) al segle XVI. Era el major de set germans.

Estudià medicina i, encara que va mostrar interès per les ciències i

les arts, estudià música i pintura, tot i que preferia les

matemàtiques.

Fou un gran científic i pensador. Entre els seus invents destaca el

telescopi, amb què va observar l'Univers i va descobrir, entre

altres coses, els anells de Saturn.

Una volta va dir; “No he trobat mai una persona tan ignorant de

qui no puga aprendre res”.

132

1. La utilitat de les màquines

2. Els tipus de màquines

Durant tota la historia de la humanitat, l'ésser humà ha buscat

solucions als seus principals problemes. L'origen de les

primeres va ser donar resposta, per exemple, al fet

de com alçar una pedra molt pesada o com desplaçar-se d'un

lloc a un altre.

Les màquines són objectes creats per l'ésser humà per a fer

treballs amb menys esforç. Hi ha màquines molt diverses per+o

totes tenen alguna cosa en comú: fan més fàcils les activitats

humanes.

Pràcticament qualsevol objecte pot convertir-se en una

màquina si ens facilita el treball. Un simple pal es converteix en

una màquina si l'usem com una palanca. Des d'un caragol fins

a una grua, passant per una bicicleta, tots aquests objectes són

màquines.

Les màquines són objectes fabricats per l'ésser humà que

ens permeten fer tasques més fàcilment.

Les màquines són molt diverses: Es poden classificar segons

els elements que les componen:

. Són màquines senzilles. Tenen molts pocs

elements i un funcionament molt fàcil. Per exemple, objectes

quotidians com un ganivet, unes tisores o una corriola són

màquines simples.

. Tenen molts elements o components i

un funcionament més complex que el de les màquines simples.

Les màquines compostes tenen dos tipus de :

. Son peces connectades entre si per a transmetre

força i moviment. Per exemple, en una bicicleta, les rodes són

components mecànics.

. Són elements connectats entre si que produeixen

llum, imatges o sons, com els fars d'un cotxe. Si són molt

xicotets s'anomenen , com els components interns

d'un ordinador,

Les màquines es classifiquen en simples i compostes. Els

components de les màquines compostes poden ser

mecànics i elèctrics.

màquines

Màquines simples

Màquines compostes

components

Mecànics

Elèctrics

electrònics

4

Les màquines

Per a perforar i fer forats al terreny hi

ha màquines que faciliten el treball.

Les màquines compostes tenen un

funcionament molt complex i

coordinat.

132

5

Planeta nan

Qüestions

1. Copia i completa l'esquema per a organitzar el que has après.

2. Explica què són les màquines i escriu-ne tres exemples.

3. Quina és la diferència entre les màquines simples i les compostes?

Màquines segures per a treballarLes màquines es fabriquen de manera que no hi haja perill en el muntatge ni en la seua utilització. Els

fabricants tenen en compte les normes de seguretat:

Eliminen arestes tallants que pugen produir ferides.

Protegeixen les màquines que es calfen.

Afigen sistemes de protecció per a màquines elèctriques.

Eviten fuites, incendis o explosions en les màquines que produeixen

gasos, vapors o residus perjudicials per a la salut.

Redueixen els sorolls i les vibracions perquè no danyen la salut.

!

!

!

!

!

Com creus que els usuaris podem evitar els accidents quan manegen una màquina?

3. Les màquines i l'energiaTotes les màquines necessiten energia per a funcionar.

Aquesta energia pot ser de tres tipus:

. Quan cal el treball d'un ésser

humà perquè funcione, com un obrillandes.

. Quan s'utilitza el treball d'un animal

perquè la màquina funcione, com un bou estirant un

carro.

. Quan l'energia que s'utilitza

perquè les màquines funcionen no procedeix del treball

dels éssers vius. Si s'utilitza l'electricitat és

, com en una batedora. Si s'utilitza l'energia

del sol és com en les plaques solars. Si

s'utilitza l'energia del vent, és , com es

els molis de vent.

Les màquines necessiten energia per a funcionar. Aquesta

energia procedeix dels éssers vius o d'altres fonts.

·

·

·

Energia humana

Energia animal

Altres fonts d'energia

energia

elèctrica

energia solar,

energia eòlica

Els aerogeneradors produeixen energia

eòlica

{ {.....

.....

.......... Te n e n c o m p o n e n t s

Les màquines

poden ser

133

6

Les són màquines senzilles que tenen molts

pocs elements. El seu funcionament és molt fàcil. Encara que hi ha

molt tipus de màquines simples, tots són variacions de tres tipus: el

, la i la .

El pla inclinat és una rampa que serveix per a pujar-hi o baixar-hi

objectes. Té tres elements:

. Es la distància des del principi fins al final de la

rampa.

. És la distància des de la part més alta de la rampa

fins al terra.

. És el que forma la rampa amb el terra.

Els plans inclinats son rampes, on distingim la llargària, l'alçaria

i l'angle.

La palanca és una barra rígida que es recolza en un punt i sobre la

qual s'exerceix una força. Serveix, per exemple, per a alçar un

objecte. Les palanques tenen tres parts:

. És el lloc on es recolza la barra rígida.

. És la força que exercim sobre la palanca.

. És la força que s'oposa a la que exercim.

Segons on se situen aquestes parts, les palanques poden ser: de

, de o de .

Les palanques tenen: punt de suport, força i resistència.

màquines simples

pla inclinat palanca corriola

Llargària

Alçaria

Angle

Punt de suport

Força

Resistència

primer gènere segon gènere tercer gènere

·

·

·

1. El pla inclinat

2. La palanca

?

?

?

EspiralIrregular

Les màquines simples

llargària

Angle

alçària

Primer gènere Segon gènere Tercer gènere

Tercer gènere

Segon gènere

Primer gènere

La força es troba entre elpunt de suport i la

El punt de suport es trobaentre la força i la resistència.

La resistència es troba entrela força i el punt de suport.

133

7

Qüestions

3. La corriolaLa corriola és una roda que gira al voltant d'un eix que té una

canal al lateral per on passa una corda. S'usa per a pujar i

baixar objectes. Les corrioles tenen tres parts:

. És la part central de la corriola. Al centre de la roda

hi ha un forat que és l'eix al voltant del qual gira la corriola.

. És el solc que està en contacte amb la corda. La

gorja està dissenyada per a aconseguir que l'adherència de

la corda siga la màxima possible.

. És l'element que uneix la roda amb la gorja.

Les corrioles estan formades per la roda, la gorja i el cos.

·

·

·

Roda

Gorja

Cos

1. Escriu una oració amb les paraulessegüents per a resumir el que has aprés.

2. Indica a quin tipus de màquines simples

corresponen aquest dibuixos.

3. Dibuixa un pla inclinat en el quadern i

assenyala les parts que el formen.

4. Indica el tres tipis de palanques que hi

ha i posa un exemple de

cada un.

5. Copia aquesta

corriola en el quadern i

escriu el nom de les parts

assenyalades.

Corriola màquines simples pla

inclinat palanca

R

Gorja

CosRoda

Els bossells

Per què creus que les grues tenen bossells?

De vegades, hem d'alçar un objecte molt pesat, Si en lloc

d'utilitzar una corriola, n'associen diverses, l'esforç és molt

menor. Aquestes associacions s'anomenen bossells.

=

134 Les màquines compostes

8

1. Tipus de màquines compostes

2. Els elements mecànics

·

·

O

O

Segons els components hi ha tres tipus de màquines

compostes:

. La majoria dels components són

mecànics, per exemple, la bicicleta.

o . La majoria dels

components són elèctrics o electrònics, com per exemple,

la batedora o l'ordinador.

. Combinen elements mecànics i elèctrics o

electrònics. Son la gran majoria, com el cotxe.

Les màquines compostes poden ser mecàniques, elèctrics

o electrònics i mixtes.

Els elements mecànics que transmeten el moviment

s'anomenen . El més comuns són:

. És una barra doblegada en angle recte

que gira i transmet el moviment a un eix, com els pedals

d'un tricicle.

. Són rodes dentades amb mosses que

encaixen en un altre element. N'hi ha de dos tipus:

. Una roda

dentada encaixa amb una altra i la fa girar en sentit

contrari. Alguns rellotges tenen aquests

engranatges.

. Una roda

dentada encaixa en una cadena i en produeix el

moviment . És el cas de la bicicleta.

La manovella i els engranatges són elements mecànics.

Mecàniques

Elèctriques electròniques

Mixtes

elements de transmissió

La manovella

Els engranatges

Engranatges de rodes dentades

Engranatges de roda dentada i cadena

·

·

·

La manovella és un element de

transmissió que es troba en les canyes

de pescar.

La batedora és una màquina elèctrica.

Com funciona un engranatgeFixat en l'exemple. Si la roda 1 es mou en sentit contrari a

les agulles del rellotge, mourà la roda i aquesta a la 3 en

sentit de les agulles del rellotge. La 3 farà que la roda 4 es

moga en el sentit contrari.

· Cap on es mouria una roda 5 que estiguera connectada a la roda 4?

4

3

2

1

134

9

3. Una màquina composta: labicicletaLa és una màquina composta

formada per diferents tipus d'elements

mecànics i que utilitza l'energia humana per a

funcionar.

En una bicicleta distingim

i :

. És una palanca que permet

canviar l'orientació de la roda de davant. Amb

el manillar es pot modificar la direcció en què

és desplaça la bicicleta.

Una bicicleta és un conjunt de màquines

simples i elements de transmissió que

funcionen gràcies a l'energia humana.

bicicleta

màquines simples

elements de transmissió

Manillar

Frens

Manetes dels frens

Pedals

Cadena

. Son palanques que pressionen unes

peces de goma, les sabates que frenen el

moviment de la roda.

. Son palanques que

es troben als mànecs del manillar. D'aquestes

ixen els cables dels frens, que transmeten el

moviment a les peces dels frens.

. Són manovelles que fan girar una

roda dentada anomenada plat que, al seu torn

mou la cadena. El moviment el produeixen els

peus de la persona que hi va muntada.

. Es una peça que transmet el

moviment fins a una altra roda dentada

anomenada pinyó, que mou la roda posterior.

l

L

l

l

l

L'exploració espacial començà cap a 1950. En1969 es va aconseguir dur un ésser humà a laLluna. Hui dia continua i el pròxim objectiu ésenviar persones a Mart.

Qüestions

1. Completa les oracions en el quadern per aresumir el que has après.

2. Indica quin tipus de màquines compostes són i

explica per què.

3. Indica si els engranatges següents son de

rodes dentades o de roda dentada i cadena.

4. Classifica els elements següents d'una bicicleta

en màquines simples i elements de transmissió.

5. Quins engranatges formen el plat i la cadena

d'una bicicleta? I la cadena i el pinyó?

·

·

Les màquines compostes poden ser ......., .......

i ..... .

Els elements de les màquines compostes que

transmeten el moviment s'anomenen ...., com

per exemple .... i .... .

Pedals cadena

manillar manetes de fre

R

RR

Manetes dels frens

Cadena

Pinyons Sabates

Manillar

Plat

Pedals

135 Apr n a aprendreé

10

i RecordaLes són objectes fabricats per l'ésser humà que utilitzen per a fer alguna tasca amb

menys esforça. L'energia que utilitzen per a funcionar pot ser de tres tipus energia , energia

i .

màquines energia

humana

animal altres fonts d'energia .

Ü

Ü

Estan fornades per pocs elements,que poden fer directament una tasca enaplicar-los una força.

Palanca: és una barra rígida queté punt de suport, força i resistència.

Les màquines simples són:Pla inclinat: és una rampa que

serveix per apujar-hi o baixar-hiobjectes.

Corriola: és una roda que gira al

voltant d'un eix amb una gorja per

on passa una

corda.

a

a

a

Ü

Ü

a

a

`

Estan fornades per molts elements ocomponents.

Segons els components, les màquines

compostes poden ser:

Mecàniques: si la majoria dels components

són mecànics, com els elements de

transmissió. (manovella i engranatges).

Electròniques: di la majoria dels

components don

elèctriques o electrònics.

Mixtes: si combinen

elements mecànics i

elèctriques o electrònics.

MÀQUINES SIMPLES MÀQUINES COMPOSTES

Organitzalainformació~

Són

Que són

Queusen

Que potser

Que podenser

Segons elscomponentspoden ser

....

....

....

.... ....

....

....

....

....

.... ....

....

....

LESMÀQUINES

136

11

COMPETÈNCIES

DIGITALS

1. MÁQUINAS Y OPERADORES (Arquímedes)

a) Realiza las experiencias y anota los resultados.b) Haz un dibujo que contenga las tres máquinas

simples.c) Dibuja un esquema de los tres tipos de palancas.

2. EL MOVIMENT DE LES MÀQUINES

a) Definix els següents termes: palanca i corriola.b) Dibuixa exemples de tipus de palanques.c) Què són els engranatges? Cita 3 exemples.

3. PEQUEMUSEO (Mecánica)

a) ¿Cuáles son las fuerzas de la naturaleza?

b) ¿Qué efectos producen las fuerzas?

c) Dibuja un velocípedo.

d) Anota el tiempo que tardas en hacer final.el memory

4 MÁQUINAS Y MECANISMOS (web)

a) Cita algunas máquinas ordenadas cronológicamente (historia).

b) Busca en el apartado: los mecanismos. Observa cómo

funcionan y dibújalos:

Sistema piñon-cremallera

Sistema biela-leva

Sistema biela-manivela

5. LA PALANCA

pequeño tallera) Busca en el la ley de la palanca, escríbela con

su fórmula.

b) Intenta hacer dos ejercicios y anota los resultados.

7. VÍDEO: EL COCHE DE LEONARDO

a) Mira el vídeo y haz un breve resumen.

b) Haz una breve biografía de Leonardo Da Vinci, puedes consultar

Wikipedia.

8. Busca els tres invents (COM FUNCIONEN LES COSES 2.0) que més et criden l'atenció i dibuixa'ls

137 Construïm

12

Grua

La grua de construcció funciona a través d'uns torns i fils que passen per

unes politges (corrioles) i fan moure el braç o el ganxo. També amb la mà

podem fer moure la grua cap un cantó o cap a l'altre. La grua te dos torns

amb una maneta a cada extrem. El fil ha de ser molt resistent perquè si

no es trenca.

El Cotxe de Carreres

El nostre cotxe funciona amb la força de les gomes. Les gomesestan connectades als engranatges. Quan cargolem les gomesestem acumulant energia i quan les deixem l'energia que téacumulada fa rodar els engranatges i giren les rodes del darrera.Quan s'acaba l'energia de les gomes es para a poc a poc.

El Tricicle

El nostre tricicle funciona amb una pila que transmet l'energia al motorelèctric i aquest fa girar un eix que té a dins seu. En aquest eix hi hemposat una roda dentada petita que fa girar una altre roda dentada mésgran que està posada en un altre eix. En el mateix eix hi ha una rodadentada més petita que en fa girar una de gran. Aquesta està en l'eixque hi ha les rodes. Tot aquest engranatge fa rodar les rodes i llavorses mou el tricicle.

La maqueta de la classe

Has de fer primer un pla de la casa i després sobre el pla, vas apegant , les

parets en forma perpendicular al pis, les feixos amb cartó i els retalles les

portes, finestres, etc. És un treball de molts detalls però no és molt difícil.

finalment, li col·loques un sostre.

El generador d'electricitat

El generador d'electricitat funciona a través amb energia eòlica. Elvent fa rodar les hèlices del molí. A l'eix de les hèlices hi ha unespolitges que roden quan el molí es mou. Les politges fan girar elgenerador. El generador fa electricitat perquè hi ha dos imants (unpositiu i un altre negatiu) i una bobina de ferro i fil de coure.L'electricitat va a la bombeta a través d'uns cables i la bombetas'encén. .