1. Fuerzas - Blinklearning
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1. Fuerzas Una fuerza es todo aquello capaz de deformar un cuerpo o cambiar su movimiento. Efecto de deformación. Efecto de movimiento. Actividades Relaciona las siguientes fuerzas con el efecto que pueden provocar: Viento fuerte Mover la portería al chocar con el poste Peso de la ropa tendida Deformar la cama elástica Peso de la compra Mover las ramas de los árboles Peso de una persona Aplastar el cojín en el que se sienta Balón de fútbol en movimiento Estirar el plástico de la bolsa Peso de un niño saltando Curvar la cuerda Completa ahora las siguientes frases con el efecto que producen las fuerzas que intervienen: a) Las manos de un portero haciendo una parada produce en el balón b) El agua de una fuente cayendo al estanque produce c) Un niño dando una patada a un balón . . . d) Un coco cayendo de una palmera produce en la arena de la playa. e) Cuando apretamos un bloque de plastilina provocamos . Di ahora si estas acciones se corresponden con un cambio de movimiento, con una deformación o con ambas cosas: Acción Movimiento Deformación a) Parada de un balón b) Cayendo agua de una fuente c) Patada al balón d) Caída de un coco desde una palmera e) Se aplasta la plastilina con las manos MATERIAL FOTOCOPIABLE / © Oxford University Press España, S. A. Tecnología ESO 1. Fuerzas Solucionario Viento fuerte mover las ramas de los árboles; peso de la ropa tendida curvar la cuerda; peso de la compra estirar el plástico de la bolsa; peso de una persona aplastar el cojín en el que se sienta; balón de fútbol en movimiento mover la portería al chocar con el poste; peso de un niño saltando deformar la cama elástica. a) Las manos de un portero haciendo una parada producen en el balón una detención y un aplastamiento momentáneo. b) El agua de una fuente cayendo al estanque produce ondas en su superficie. c) Un niño dando una patada a un balón le da velocidad. d) Un coco cayendo de una palmera produce una deformación en la arena de la playa. e) Cuando apretamos un bloque de plastilina provocamos una deformación en él. Acción Movimiento Deformación a) Parada de un balón X X b) Agua fuente X X c) Patada balón X X d) Caída coco X e) Plastilina X © Oxford University Press España, S. A. Tecnología ESO 2. Esfuerzos (I) Se llama esfuerzo a la tensión interna que experimentan todos los cuerpos sometidos a la acción de una o varias fuerzas. Los principales tipos de esfuerzos son los siguientes: Esfuerzo El objeto bajo el efecto de las fuerzas está: Tracción estirado, alargado Compresión comprimido, aplastado Flexión doblado, flexionado Torsión retorcido, girado Cortante roto, seccionado, cortado Actividades Modela una barra de plastilina de 10 cm de largo y 2 cm de diámetro y realiza el siguiente experimento: aplica una fuerza con tus dedos siguiendo los ejemplos de las imágenes y dibuja cómo se deforma la barra de plastilina: Fuerzas aplicadas MATERIAL FOTOCOPIABLE / © Oxford University Press España, S. A. Deformación obtenida Tecnología ESO 2. Esfuerzos (I) Solucionario Fuerzas aplicadas Deformación obtenida La plastilina se contrae, se aplasta. La plastilina se alarga. La plastilina se dobla o se arquea por la mitad. La plastilina gira y se retuerce. La plastilina se rompe en ese punto. © Oxford University Press España, S. A. Tecnología ESO 2. Esfuerzos (II) Identifica a qué esfuerzo estarán sometidos los siguientes elementos: Patas de una mesa Cadena de un colgante Destornillador al apretar un tornillo Papel cortado por una guillotina Alcayata de un cuadro Goma de una huevera Estante de un armario Cuerda de tender la ropa Tronco de un árbol Pie de una escultura En la siguiente imagen identifica el esfuerzo al que está sometido cada elemento señalado: MATERIAL FOTOCOPIABLE / © Oxford University Press España, S. A. Tecnología ESO 2. Esfuerzos (II) Solucionario Patas de una mesa compresión Cadena de un colgante tracción Destornillador al apretar un tornillo torsión Papel cortado por una guillotina cortante Alcayata de un cuadro cortante Goma de una huevera tracción Estante de un armario flexión Cuerda de tender tracción Tronco de un árbol compresión Pie de una escultura compresión Flexión Compresión Tracción © Oxford University Press España, S. A. Tecnología ESO 3. Estructuras Todos los cuerpos deben tener una estructura que soporte las fuerzas: los nidos de las aves, las conchas de los crustáceos, una lata, un rascacielos, las torres eléctricas… Las dos primeras son estructuras naturales surgidas sin la intervención humana, en cambio, las otras estructuras son estructuras artificiales creadas por el ser humano. Actividades Observa estas fotografías, describe qué representan, su función y si son estructuras minerales, vegetales, animales o artificiales. Fotografías Descripción de la estructura MATERIAL FOTOCOPIABLE / © Oxford University Press España, S. A. Tipo Tecnología ESO 3. Estructuras Solucionario Fotografías © Oxford University Press España, S. A. Descripción de la estructura Tipo Es el nido de un pájaro formado por acumulación de ramitas entrelazadas. animal Se trata de un puente construido para atravesar un río. artificial Esqueleto de un animal que sirve para sujetar todo el cuerpo del mismo. animal Estructura marina de una colonia de animales que les sirve de protección y para alcanzar mejor la luz. animal Estructura prehistórica formada por tres piedras, dos verticales y otra horizontal. artificial Estructura mineral que se forma en las cuevas. mineral Estructura para montar un barco encima. artificial Sirve para contener líquidos, todo él es estructura. artificial Tecnología ESO 4. Tipos de estructuras artificiales (I) A continuación, se definen los distintos tipos de estructuras que han ido apareciendo a lo largo de la historia de la construcción: Estructuras masivas Son las más antiguas de todas porque son las más sencillas de construir, tienen mucho material y muy pocos huecos, y suelen presentar forma de caja o pirámide. Estructuras abovedadas Se forman a partir de arcos. Si se unen varios arcos obtenemos una bóveda. Estructuras trianguladas Están formadas por barras de metal o madera que se unen entre sí formando triángulos, se utilizan para construir puentes, torres y tejados de edificios. Estructuras entramadas Son las que tienen los edificios actuales de viviendas, están formadas por vigas y pilares que sostiene el forjado y se apoyan en la cimentación. Normalmente están fabricadas con hormigón armado. Estructuras colgantes Se basan en el uso de cables o tirantes y se emplean en puentes y cubiertas. Estructuras neumáticas Tienen aire en su interior, se sostienen por la presión que ejerce el aire hacia fuera. Son ligeras y desmontables. Actividades Lee las explicaciones anteriores sobre los distintos tipos de estructuras y responde a las preguntas que aparecen a continuación: a) ¿Qué tipo de estructuras son las más antiguas? b) ¿Cuáles están fabricadas de hormigón armado? c) ¿Qué estructuras se basan en la adición de arcos? d) ¿Qué tipo de estructuras se emplean en la construcción de puentes? e) ¿Cuáles se parecen a los flotadores? MATERIAL FOTOCOPIABLE / © Oxford University Press España, S. A. Tecnología ESO 4. Tipos de estructuras artificiales (II) Observa ahora los dibujos de la tabla, relaciona cada uno de ellos con un tipo de estructura, nómbralo y define las características de su tipo de estructura. Fotografía Tipo de estructura y definición MATERIAL FOTOCOPIABLE / © Oxford University Press España, S. A. Tecnología ESO 4. Tipos de estructuras artificiales Solucionario a) Las masivas; b) Entramadas; c) Abovedadas; d) Colgantes y trianguladas; e) Neumáticas. Fotografía Tipo de estructura y definición Las estructuras entramadas son las que tienen los edificios actuales de viviendas, están formadas por vigas y pilares que sostiene el forjado y se apoyan en la cimentación. Normalmente están fabricadas con hormigón armado. Las estructuras abovedadas se forman a partir de arcos. Si se unen varios obtenemos una bóveda. Las bóvedas pueden ser de cañón o de crucería de pendiendo de si se ponen los arcos uno a continuación de otro o si se entrecruzan. Las estructuras trianguladas están formadas por barras de metal o madera que se unen entre sí formando triángulos, se utilizan para construir puentes, torres y tejados de edificios. Las estructuras neumáticas tienen aire en su interior, se sostienen por la presión que hace ese aire hacia fuera, por ejemplo, en una lancha neumática. Las estructuras colgantes se basan en el uso de tirantes y se emplean en puentes y cubiertas. Las estructuras masivas son las más antiguas de todas porque son las más sencillas de construir, tienen mucho material y muy pocos huecos, y suelen presentar forma de caja o pirámide. © Oxford University Press España, S. A. Tecnología ESO 5. Elementos estructurales Busca en el diccionario el significado de los siguientes elementos estructurales y escríbelo a su lado. Después realiza un dibujo de ese elemento. Elemento Significado Dibujo Columna Dintel Viga Pilar Zapata Arbotante Arco Tirante MATERIAL FOTOCOPIABLE / © Oxford University Press España, S. A. Tecnología ESO 5. Elementos estructurales Solucionario Elemento Significado Columna Elemento portante vertical alargado, normalmente, de forma cilíndrica que sostiene arcos, bóvedas o cubiertas. Dintel Elemento horizontal que salva el hueco de una puerta o ventana. Viga Elemento estructural horizontal que trabaja a flexión sosteniendo forjados o cubiertas. Pilar Elemento portante vertical alargado, normalmente, de forma prismática que sostiene vigas o cubiertas. Zapata Pieza intermedia entre la estructura y el terreno que sirve para pasar las cargas de la edificación al suelo. Arbotante Elemento de la arquitectura gótica a modo de arco lateral de descarga de los empujes de las bóvedas. Arco Elemento de forma curvada que salva un hueco trabajando a compresión y está formado por varias piezas pequeñas encajadas. Tirante Elemento estructural fino y largo que solo puede trabajar a tracción y del que cuelgan otros elementos. © Oxford University Press España, S. A. Dibujo Tecnología ESO 6. Análisis y construcción de estructuras Una estructura es el conjunto de elementos de un cuerpo que soportan los efectos de las fuerzas que actúan sobre él, evitando que se rompa o se deforme en exceso. Actividades Observa esta imagen: a) ¿Para qué crees que sirve esta estructura? b) ¿De qué material está hecha? c) ¿Se podrían cambiar los hilos por palitos sin que la estructura dejara de funcionar? d) ¿Y los palitos por hilos? e) ¿Funcionaría igual la estructura si la invertimos? Diseña otra estructura a partir de la actividad anterior que cumpla su misma función empleando solo palitos y cartón. Calca esta pieza cinco veces en una cartulina y monta la siguiente estructura: 4 6 5 3 2 4 1 3 2 5 6 Pieza. Estructura. 1 Explica qué sistema has seguido para el montaje del arco sin emplear pegamento. ¿Cuál de las dos estructuras (actividades 1 y 3) te parece más adecuada para salvar un espacio entre dos mesas de 25 cm? MATERIAL FOTOCOPIABLE / © Oxford University Press España, S. A. Tecnología ESO 6. Análisis y construcción de estructuras Solucionario a) Para salvar distancias, atravesar vacíos, etc. b) De cartón, hilo, papel y pegamento. c) Sí. d) No, porque los hilos no tienen la rigidez necesaria. e) No, se hundiría en el centro si no apoyamos la barra. La misma sustituyendo los hilos por palitos es la más sencilla, aunque hay muchas otras posibles. Ir colocando las dovelas a ambos lados y poner la superior, clave, la última. La primera, ya que con la segunda estructura es complicado hacer un arco de esas dimensiones. © Oxford University Press España, S. A. Tecnología ESO 5 PROGRAMACIÓN ADAPTACIÓN CURRICULAR Contenidos 1. Fuerzas Efectos de las fuerzas. Dinámico y estático Criterios de evaluación 1. Analizar cómo actúan las fuerzas sobre una estructura, identificando y describiendo los esfuerzos que producen. 2. Tipos principales de esfuerzos: tracción, compresión, flexión, torsión y cortante. 3. Estructuras Estructuras naturales y artificiales 2. Reconocer tipologías estructurales y sus características. 4. Tipos de estructuras artificiales: masivas, adinteladas, abovedadas, entramadas, trianguladas, colgantes, neumáticas, laminares y geodésicas. 5. Elementos estructurales: Viga, pilar, columna, zapata, dintel, arco, arbotante, tirante. © Oxford University Press España, S. A. 3. Identificar los elementos estructurales básicos de las estructuras artificiales describiendo su función. Estándares de aprendizaje Relación actividades de la adaptación curricular Competencias clave 1.1 Distingue los efectos estático y dinámico de las fuerzas. 1.1 CMCT 1.2 Aprecia la interrelación entre fuerzas, y deformación en los cuerpos 1.2, 1.3 CMCT 1.3 Comprende la diferencia entre los distintos tipos de esfuerzo existentes. 2.1 CMCT 1.4. Asocia los distintos tipos de esfuerzos a las fuerzas que los provocan y a las deformaciones que producen. 2.1 CMCT 1.5. Reconoce y da ejemplos de objetos sometidos a distintos tipos de esfuerzos. 2.2 CMCT 1.6. Identifica los esfuerzos a los que está sometida una estructura sencilla 2.3 2.1. Distingue entre estructuras naturales y artificiales. 3.1 CL CMCT CL CL CMCT 2.2. Identifica la estructura resistente dentro de edificaciones, objetos y cuerpos cotidianos. 3.1 CSC 2.3. Describe las características propias de los distintos tipos de estructuras. 4.1, 4.2 2.4. Reconoce tipologías estructurales básicas en objetos y construcciones comunes. 4.2 CMCT 3.1. Identifica los elementos estructurales principales presentes en edificaciones y estructuras. 5.1 CSC 3.2. Conoce la función de cada elemento dentro del conjunto de una estructura concreta. 5.1 CMCT 3.3. Conoce el esfuerzo al que está sometido el elemento. 5.1 CMCT 3.4. Asocia los materiales más adecuados a la construcción de cada elemento. 5.1 CMCT CMCT CL CMCT CMCT Tecnología ESO 5 6. Análisis y construcción de estructuras © Oxford University Press España, S. A. PROGRAMACIÓN ADAPTACIÓN CURRICULAR 5. Diseñar y construir estructuras sencillas para experimentar con ellas. 5.1. Experimenta con materiales cotidianos para resolver problemas estructurales sencillos. 6.1 5.2. Diseña estructuras apropiadas para resolver problemas con los materiales que se le indica. 6.2 5.3. Construye estructuras que resuelven problemas sencillos. 6.3 5.4. Analiza y verifica el comportamiento de las estructuras que construye. 6.4 5.5. Describe las características de la estructura y su modo de funcionamiento. 6.1 AA SIEE AA SIEE CMCT AA CD CMCT CL CMCT Tecnología ESO Evaluación Nombre Curso Apellidos Fecha Calificación Indica los esfuerzos a los que está sometido cada elemento estructural en este columpio: Completa este cuadro con los tipos de estructura, un dibujo de ejemplo y sus características principales: Estructura triangulada Estas estructuras tienen aire en su interior, se sostienen por la presión que hace ese aire hacia fuera, como los globos. Dibuja los siguientes elementos estructurales y explica para qué sirven: viga, columna, zapata, arco y tirante. Enumera dos ejemplos de objetos que estén sometidos al esfuerzo de tracción, dos al de compresión y dos al de flexión. MATERIAL FOTOCOPIABLE / © Oxford University Press España, S. A. Tecnología ESO Evaluación Solucionario flexión compresión tracción flexión tracción compresión Estructura triangulada Las estructuras trianguladas están formadas por barras de metal o madera que se unen entre sí formando triángulos, se utilizan para construir puentes, torres y tejados de edificios. Estructura neumática Estas estructuras tienen aire en su interior, se sostienen por la presión que hace ese aire hacia fuera. Estructura colgante Se basan en el uso de tirantes y se emplean en puentes y cubiertas. Viga: elemento estructural horizontal que trabaja a flexión sosteniendo forjados o cubiertas. Columna: elemento portante vertical alargado, normalmente de forma cilíndrica que sostiene arcos, bóvedas o cubiertas. Zapata: pieza intermedia entre la estructura y el terreno que sirve para pasar las cargas de la edificación al suelo. Arco: elemento de forma curvada que salva un hueco trabajando a compresión y está formado por varias piezas pequeñas encajadas. Tirante: elemento estructural fino y largo que solo puede trabajar a tracción y del que cuelgan otros elementos. RESPUESTA LIBRE. © Oxford University Press España, S. A. Tecnología ESO
