les forçes i les màquines
DESCRIPTION
Les forçes i les màquines. Tercer cicle de primària. Coneixement del mediTRANSCRIPT
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. .