More Related Content
Similar to MÀQUINES SIMPLES I MANIFESTACIONS DE L'NERGIA (20)
More from Silviatecno (6)
MÀQUINES SIMPLES I MANIFESTACIONS DE L'NERGIA
- 1. MÀQUINES SIMPLES Silvia Mejías ղԳó “DONEU-ME UN PUNT DE SUPORT I MOURÉ EL MÓN” Arquímedes de Siracusa (287 aC – 212 aC)
- 2. ÍNDEX 1. MÀQUINES I. CLASSIFICACIÓ I PARTS 2. ENERGIA I. CONCEPTE I UNITATS II. EVOLUCIÓ HISTÒRICA III. FORMES O MANIFESTACIONS IV. PROPIETATS V. EXEMPLES 3. MÀQUINES SIMPLES I. AVANTATGE MECÀNIC II. LA PALANCA III. EL PLÀ INCLINAT IV. LA RODA
- 3. CLASSIFICACIÓ MÀQUINES Les màquines simples són dispositius senzills, generalment formats per un sol element, que requereixen únicament l’aplicació d’una força per poder funcionar. Normalment s’utilitzen per multiplicar forces o moviments. • De màquines n’hi ha de molts tipus i resulta difícil CLASSIFICAR-LES. • A l’antiga Grècia ja coneixien les màquines simples elementals que constitueixen la base de moltes altres, el que ells anomenaven les cinc grans: la palanca, la roda, el pla inclinat, el cargol i la falca. • De fet, les tres últimes es basen en el mateix principi, de manera que podem dir que bàsicament hi ha tres tipus de màquines simples: la palanca, la roda i el pla inclinat.
- 5. ALTRE CLASSIFICACIÓ DE MÀQUINES Les MÀQUINES es poden classificar segons: I. l’energia d’origen que reben i transformen Elèctriques, Hidràuliques, Tèrmiques, II. o segons l’àmbit tecnològic al qual pertanyen: Maquinària agrícola i Maquinària Tèxtil
- 6. PARTS D’UNA MÀQUINA En qualsevol màquina podem distingir tres elements indispensables que la conformen: • ESTRUCTURA: Està formada per suports, bancades, xassís i tots els elements que sostenen els mecanismes que fan funcionar la màquina. L’estructura ha de poder sostenir el pes de la màquina i resistir tots els esforços mecànics que es derivin del seu funcionament: vibracions, tensions, etc. • MOTOR: És l’element que transforma l’energia en treball que podem utilitzar mitjançant la resta de mecanismes. Segons la procedència de l’energia, podem distingir màquines mogudes a sang (per acció directa d’animals o humans), pel vent, per corrents d’aigua, per vapor, per corrents elèctrics, etc. • MECANISMES: Són les peces que reben el moviment generat i el transmeten a altres parts de la màquina per crear el treball útil.
- 8. • Les màquines tenen una funció bàsica: suplir, estalviar o multiplicar l’esforç humà necessari per a la realització d’un treball. • Però, perquè una màquina funcioni es necessita energia. De fet, quan hem anomenat la força del vent, de l’aigua o del foc, ens referíem bàsicament a l’energia que aporten aquests fenòmens. Una màquina és un conjunt de dispositius capaços de transformar l’energia en treball útil o en un altre tipus d’energia. Energia MÀQUINA Treball o Energia QUÈ ÉS UNA MÀQUINA
- 9. L’ENERGIA ÉS LA CAPACITAT QUE TÉ UN COS DE FER-NE UN TREBALL. • Qualsevol acció que impliqui un canvi o moviment requereix energia. • Quan s’efectua un treball, es gasta una quantitat equivalent d’energia per fer un desplaçament. • L’energia igual que el treball es mesura amb Joules (J).
- 10. CONCEPTE D’ENERGIA L'energia és una magnitud física que associem amb la capacitat de produir canvis en els cossos. • La paraula energia prové del vocable grec "enérgeia" que significa capacitat per a produir canvis. • Què és un canvi? Es considera que es produeix un canvi en un cos quan: Hi ha un moviment, canvi de posició. Hi ha un augment o disminució de la temperatura. Hi ha una deformació o canvi de forma. Hi ha un canvi de volum. Silvia Mejías ղԳó
- 11. Magnitud física Unitat Símbol Equivalència Caloria Cal 4,19 J Quilowatt hora kWh 3.600.000 J Capacitat de produir canvis en els cossos ENERGIA Hi ha d’altres unitats per mesurar l’energía: •La caloria (cal), antigament tenia altres usos, però actualment s'usa sobretot per a mesurar l'energia que contenen els aliments. •El Quilowatt hora (kWh), és el que s'usa en les factures de la llum per a evitar que els números siguen tant grans. Silvia Mejías ղԳó
- 12. EVOLUCIÓ HISTÒRICA La capacitat de les persones per trobar fonts d’energia i transformar-les de tal manera que siguin rentables i amb el mínim impacte sobre el medi, és una de les bases fonamentals del desenvolupament social, tecnològic i industrial de la societat. Com a fets importants en el desenvolupament de l’ús de l’energia podem destacar: Silvia Mejías ղԳó
- 13. EVOLUCIÓ HISTÒRICA Silvia Mejías ղԳó
- 14. FORMES O MANIFESTACIONS DE L’ENERGIA L’energia es pot fer evident (es pot sentir) sota diferents formes o manifestacions ja que es pot manifestar o transformar en: 1. Energia mecànica: Cinètica i Potencial. 2. Energia tèrmica o interna, 3. Energia química. 4. Energia elèctrica. 5. Energia nuclear. 6. Energia radiant i 7. Energia sonora Silvia Mejías ղԳó
- 15. Energia CINÈTICA És l’energia que tenen els cossos pel fet d’estar en moviment a conseqüència d’una força- Energia POTENCIAL És l’energia que tenen els cossos pel fet de trobar-se a una certa altura.(Atracció de la força de la terra) FORMES O MANIFESTACIONS D’ENERGIA ENERGIA MECÀNICA Energia a conseqüència de l'acció d'una força Silvia Mejías ղԳó
- 16. L’energia cinètica (Ec) és aquella forma d’energia que té un cos pel fet d’estar en moviment. 2 C v · m · 2 1 E m és la massa en kg v és la velocitat en m/s Ec és l’energia cinètica en J L’energia potencial gravitatòria (Ep) és aquella forma d’energia que té un cos pel fet d’estar a una certa altura. h · g · m p E m és la massa en kg h és l’altura en m g és l’acceleració de la gravetat: g = 9,8 m/s2 Ep és l’energia potencial gravitatòria en J S’ANOMENA ENERGIA MECÀNICA (EM) LA SUMA DE LES ENERGIES CINÈTICA I POTENCIAL D’UN COS. Durant la caiguda d’un cos es produeix una transformació de la energia potencial en energia cinètica. EM = EC + EP • ENERGIA MECÀNICA Silvia Mejías ղԳó
- 17. • És el potencial d'una substància química per experimentar una transformació a través d'una reacció química, o, de transformar-se en una altres substàncies químiques. • És l’energia associada als enllaços entre els àtoms en els compostos químics, és a dir, és deguda als canvis d’energia cinètica i potencial que es produeixen quan les distancies dels electrons i els nuclis a les molècules canvia durant les reaccions químiques. (els aliments o els combustibles) • FORMES O MANIFESTACIONS D’ENERGIA ENERGIA QUÍMICA Silvia Mejías ղԳó
- 18. Energia química Pila En reaccions químiques En els aliments Reaccions d’oxidació Glúcids Lípids • FORMES O MANIFESTACIONS D’ENERGIA ENERGIA QUÍMICA Silvia Mejías ղԳó
- 19. CALENT CALOR • La calor és una forma d’energia que es transmet quan existeix una diferència de temperatura entre dos cossos o entre diferents parts d’un mateix cos. CALOR FRED El cos calent cedeix calor i baixa de temperatura i el cos fred rep calor i augmenta de temperatura QUÈ PASSA QUAN DOS COSSOS A DIFERENT TEMPERATURA ES POSEN EN CONTACTE? FORMES O MANIFESTACIONS D’ENERGIA ENERGIA TÈRMICA Silvia Mejías ղԳó
- 20. La temperatura d’un cos és una mesura de l’agitació tèrmica de les partícules que el formen. Com més gran és el moviment de les partícules, més elevada és la temperatura del cos. La temperatura i la calor són dues magnituds diferents. La calor és una forma d’energia que es transmet quan existeix una diferència de temperatura entre dos cossos o entre diferents parts d’un mateix cos. CALOR I TEMPERATURA Temperatura: Calor: Silvia Mejías ղԳó
- 21. Augment de temperatura Augment de la velocitat de las partícules T = 0 K T = 300 K T = 1000 K EL ZERO ABSOLUT: -273,15º C Segons la teoria cinètica, les partícules es mouen més o menys lliurement depenent de l’estat físic. Com més ràpid es mouen (tenen més velocitat i per tant més energia cinètica), més gran és la temperatura de la substància. TEMPERATURA I MOVIMENT Les partícules estan en repòs Ec = 0 Silvia Mejías ղԳó
- 22. • És la transferència de calor que té lloc per transmissió d’energia d’unes partícules a unes altres per xocs, sense desplaçament d’aquestes. • Mecanisme de transferència en els sòlids. TRANSFERÈNCIA D’ENERGIA MITJANÇANT CALOR. CONDUCCIÓ Els sòlids es poden classificar en conductors i aïllants. Transmissió d’energia sense desplaçament de matèria Silvia Mejías ղԳó
- 23. • És la transferència de calor que té lloc mitjançant el moviment de les partícules d’un fluid (líquid o gas). • Origina els corrents d’aire. L’aire calent, en augmentar de volum, disminueix la densitat i puja TRANSFERÈNCIA D’ENERGIA MITJANÇANT CALOR Partícules del gas Partícules del líquid L’aire calent puja L’aire fred baixa CONVECCIÓ Transmissió d’energia amb desplaçament de matèria Silvia Mejías ղԳó
- 24. • És la transferència de calor que té lloc mitjançant ones electromagnètiques, sense intervenció de partícules materials que la transportin. • Tots els cossos emeten calor per radiació, tot i que aquesta emissió és major com més elevada és la temperatura del cos. Transmissió d’energia sense desplaçament de matèria i sense medi per propagar-se RADIACIÓ TRANSFERÈNCIA D’ENERGIA MITJANÇANT CALOR Silvia Mejías ղԳó
- 25. • Un LÍQUID O GAS augmenta de volum quan puja de temperatura, llavors la seva densitat disminueix i ascendeix. TRANSFERÈNCIA D’ENERGIA MITJANÇANT CALOR Silvia Mejías ղԳó
- 26. • CONDUCCIÓ: és la pròpia dels cossos sòlids, es dóna per contacte directe entre cossos de temperatures diferents. • CONVECCIÓ:és la forma de propagació pròpia dels fluids. Quan un fluid s’escalfa disminueix la seva densitat i passa a ocupar la part més alta. • RADIACIÓ: és la propagació en forma d’ones electromagnètiques, les quals travessen els medis que els són transparents. FORMES O MANIFESTACIONS D’ENERGIA ENERGIA TÈRMICA O CALOR Silvia Mejías ղԳó
- 27. • És l’energia que es transfereixen els cossos a causa de la diferència de temperatura. • És l’energia que té un cos com a conseqüència de la suma de l’energia total de les seves molècules. • L’energia tèrmica sempre es transfereix del cos més calent al més fred. • La temperatura d’un cos és una manifestació de la seva energia interna o tèrmica, la qual a la vegada també és directament proporcional a la seva massa. FORMES O MANIFESTACIONS D’ENERGIA ENERGIA TÈRMICA O CALOR Silvia Mejías ղԳó
- 28. Moviment ordenat de partícules carregades (electrons) en una direcció en forma de corrent E = P · t = V · I · t (KWh) FORMES O MANIFESTACIONS D’ENERGIA ENERGIA ELÈCTRICA Silvia Mejías ղԳó
- 29. FORMES O MANIFESTACIONS D’ENERGIA ENERGIA ELÈCTRICA • L’energia elèctrica és l’energia cinètica i potencial dels electrons en circular en forma de corrent per un circuit. • És l’energia que es transporta mitjançant el corrent elèctric E = P · t = V · I · t (KWh) Silvia Mejías ղԳó
- 30. FORMES O MANIFESTACIONS D’ENERGIA ENERGIA NUCLEAR • L’energia nuclear és l’energia deguda a les forces que mantenen unit el nucli atòmic • És l’energia que manté unides les partícules del nucli dels àtoms i que s’allibera en les reaccions que tenen lloc en aquests nuclis. • L’energia que s’allibera com a conseqüència de la pèrdua de massa ve donada per : • Segons Einstein: “la massa es pot considerar una forma d’energia E=mc2 Silvia Mejías ղԳó
- 31. Sol FUSIÓ NUCLEAR Energia FISSIÓ NUCLEAR Energia El nucli atòmic es trenca Els nuclis atòmics s’uneixen Central nuclear Explossió nuclear És l’energia que manté unides les partícules (protons i neutrons) del nucli dels àtoms i que s’allibera en les reaccions que tenen lloc en aquests nuclis. Segons Einstein: “la massa es pot considerar una forma d’energia” E=mc2 • ENERGIA NUCLEAR Silvia Mejías ղԳó
- 32. FORMES O MANIFESTACIONS D’ENERGIA ENERGIA RADIANT • És l’energia que es manifesta en forma d’ones electromagnètiques. • L’energia radiant és l’energia potencial dels camps elèctrics i magnètics que produeixen les ones electromagnètiques com la llum, les ones de ràdio, ones ultraviolades, etc. • L’Espectre és la seqüència de totes les ones electromagnètiques, ordenades segons la seva longitud d'ona o freqüència. Silvia Mejías ղԳó
- 33. Microones Ones de ràdio i de televisió Llum Es transmet per l’espai, no es degrada Es manifesta en forma d’ones electromagnètiques La llum es desplaça a 300.000 km/s i no necessita de cap medi material per propagar-se FORMES O MANIFESTACIONS D’ENERGIA ENERGIA RADIANT Silvia Mejías ղԳó
- 34. • És l’energia associada a la propagació de les ONES SONORES a través de l’aire que són mecàniques i longitudinals. • Aquest tipus d'energia es caracteritza per produir-se a causa de la vibració mecànica de les ones o moviment d'un objecte que fa vibrar també l'aire que ho envolta i NO es poden propagar en el buit. • Aquestes vibracions es transformen en impulsos elèctrics que el nostre cervell interpreta en sons. • Les ones sonores La velocitat de les ones sonores és independent de la font sonora i només depèn del medi de propagació.: • v (sòlids)> v (líquids) > v (gasos) • Velocitat del so en l’aire a 20o C és de 340 m/s . FORMES O MANIFESTACIONS D’ENERGIA ENERGIA SONORA O ACÚSTICA Silvia Mejías ղԳó
- 35. Energia cinètica (EC). És l’energia que tenen els cossos pel fet d’estar en moviment. El seu valor depèn de la massa del cos (m) i de la seva velocitat (v): EC =1/2 m·v2 Energia potencial (EP). És l’energia que tenen els cossos pel fet d’ ocupar una determinada posició. Energia potencial gravitatòria. És l’energia que tenen els cossos per estar en un lloc determinat sobre el terra terrestre. El seu valor depèn de la massa del cos (m), del valor de g en aquest lloc i de l’alçada a la que es trobi sobre la superfície de la Terra (h). EP = m g h ⋅ ⋅ Energia potencial elàstica. Es la energia que tenen el cossos que pateixen una deformació. El seu valor depèn de la constant d’elasticitat del cos, k, i del que s’ha deformat (x): EE = 1/2 k·x2 Es l’energia que es transfereix quan es posen en contacte dos cossos que estan a diferent temperatura. Es l’energia deguda als enllaços que s’ estableixen entre els àtoms i altres partícules que formen una substància. Es l’energia que emeten els enllaços de les partícules del nucli (protons i neutrons) dels àtoms quan es trenquen (energia de fissió) o s’uneixen (energia de fusió) o s’uneixen (energia de fusió). Es l’energia que es propaga mitjançant ones electromagnètiques, com la llum. Exemples: l’energia solar, les microones, els raigs X, etc. Energia tèrmica Energia química Energia nuclear Energia radiant Energia mecànica És l’energia que està lligada a la posició o al moviment dels cossos. L’energia mecànica (EM) d’un cos és la suma de les seves energies cinètica i potencial. EM = EC + EP Es l’energia que es deguda al moviment dels electrons Energia elèctrica RESUM FORMES D’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 36. S’EMMAGATZEMA ES TRANSPORTA ES TRANSFORMA ES TRANSFEREIX ES CONSERVA ES DEGRADA PROPIETATS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 37. PRINCIPIS BÀSICS DE L’ENERGIA En qualsevol situació, s’ha de complir sempre el principi de conservació de l’energia. En qualsevol transformació energètica es produeix una pèrdua parcial de la mateixa. (Rendiment) L’ENERGIA NO ES CREA NI ES DESTRUEIX, SINÓ QUE ES TRANSFORMA O ES TRANSMET D’UNS COSSOS A ALTRES (Llei de conservació de l’energia) Anunci d’un cotxe basat en el principi de conservació de l'energia. Silvia Mejías ղԳó
- 38. Els combustibles fóssils són magatzems d’energia química, que es pot alliberar en forma d’energia tèrmica. L’energia potencial de l’aigua acumulada en un embassament pot transformar-se en energia elèctrica. Quan es dóna corda a un rellotge de ressort s’emmagatzema energia potencial elàstica, que es lliura a les agulles en forma d’energia cinètica. PROPIETATS DE L’ENERGIA L’ENERGIA S’EMMAGATZEMA Silvia Mejías ղԳó
- 39. L’energia elèctrica es transporta amb cables des de les centrals elèctriques fins als centres de consum. En les telecomunicacions, l’energia radiant que s’emet des d’una antena emissora es capta en les antenes receptores. PROPIETATS DE L’ENERGIA L’ENERGIA ES TRANSFORMA Silvia Mejías ղԳó
- 40. Quan xoquen dues boles de billar, la bola incident transfereix energia a la segona bola, que es posa en moviment. Quan escalfem aigua, l’energia tèrmica es transfereix a les molècules d’aigua en forma d’energia cinètica. PROPIETATS DE L’ENERGIA L’ENERGIA ES TRANSFEREIX Silvia Mejías ղԳó
- 41. Principi de conservació de l’energia L’energia no es pot crear ni destruir, només es pot transformar o transmetre d’uns cossos a uns altres. En absència de fricció, l’energia potencial gravitatòria de la vagoneta en el punt més alt de la muntanya russa es transforma en energia cinètica a mesura que baixa per una rampa i es torna a convertir en energia potencial quan inicia l’ascens. PROPIETATS DE L’ENERGIA L’ENERGIA ES CONSERVA Silvia Mejías ղԳó
- 42. En qualsevol transformació energètica, sempre hi ha una part de l’energia que es perd i no es pot aprofitar. L’energia que es perd ho fa normalment en forma d’energia tèrmica. En una bombeta, només un 10 % de l’energia elèctrica consumida es transforma en energia radiant (llum). La resta es perd en forma d’energia tèrmica (calor). PROPIETATS DE L’ENERGIA L’ENERGIA ES DEGRADA Silvia Mejías ղԳó
- 43. Central fotovoltaica Via tèrmica Via fotovoltaica Col·lectors Aigua calenta Obtenció d’energia elèctrica Pales Torre Anemòmetre i penell Eix Generador Aerogenerador • PROPIETATS DE L’ENERGIA L’ENERGIA ES TRANSFORMA Silvia Mejías ղԳó
- 44. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Motor elèctric Aerogenerador Torradora, radiador Central tèrmica Llum Plafó solar fotovoltaic Cubeta electrolítica Pila Màquina de vapor Pastilles de fre Motor de combustió Altaveu Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 45. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Elèctrica Mecànica Motor elèctric Aerogenerador Torradora, radiador Central tèrmica Llum Plafó solar fotovoltaic Cubeta electrolítica Pila Màquina de vapor Pastilles de fre Motor de combustió Altaveu Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 46. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Elèctrica Mecànica Motor elèctric Mecànica Elèctrica Aerogenerador Torradora, radiador Central tèrmica Llum Plafó solar fotovoltaic Cubeta electrolítica Pila Màquina de vapor Pastilles de fre Motor de combustió Altaveu Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 47. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Elèctrica Mecànica Motor elèctric Mecànica Elèctrica Aerogenerador Elèctrica Tèrmica Torradora, radiador Central tèrmica Llum Plafó solar fotovoltaic Cubeta electrolítica Pila Màquina de vapor Pastilles de fre Motor de combustió Altaveu Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 48. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Elèctrica Mecànica Motor elèctric Mecànica Elèctrica Aerogenerador Elèctrica Tèrmica Torradora, radiador Tèrmica Elèctrica Central tèrmica Llum Plafó solar fotovoltaic Cubeta electrolítica Pila Màquina de vapor Pastilles de fre Motor de combustió Altaveu Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 49. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Elèctrica Mecànica Motor elèctric Mecànica Elèctrica Aerogenerador Elèctrica Tèrmica Torradora, radiador Tèrmica Elèctrica Central tèrmica Elèctrica Radiant Llum Plafó solar fotovoltaic Cubeta electrolítica Pila Màquina de vapor Pastilles de fre Motor de combustió Altaveu Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 50. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Elèctrica Mecànica Motor elèctric Mecànica Elèctrica Aerogenerador Elèctrica Tèrmica Torradora, radiador Tèrmica Elèctrica Central tèrmica Elèctrica Radiant Llum Radiant Elèctrica Plafó solar fotovoltaic Cubeta electrolítica Pila Màquina de vapor Pastilles de fre Motor de combustió Altaveu Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 51. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Elèctrica Mecànica Motor elèctric Mecànica Elèctrica Aerogenerador Elèctrica Tèrmica Torradora, radiador Tèrmica Elèctrica Central tèrmica Elèctrica Radiant Llum Radiant Elèctrica Plafó solar fotovoltaic Elèctrica Química Cubeta electrolítica Pila Màquina de vapor Pastilles de fre Motor de combustió Altaveu Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 52. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Elèctrica Mecànica Motor elèctric Mecànica Elèctrica Aerogenerador Elèctrica Tèrmica Torradora, radiador Tèrmica Elèctrica Central tèrmica Elèctrica Radiant Llum Radiant Elèctrica Plafó solar fotovoltaic Elèctrica Química Cubeta electrolítica Química Elèctrica Pila Màquina de vapor Pastilles de fre Motor de combustió Altaveu Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 53. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Elèctrica Mecànica Motor elèctric Mecànica Elèctrica Aerogenerador Elèctrica Tèrmica Torradora, radiador Tèrmica Elèctrica Central tèrmica Elèctrica Radiant Llum Radiant Elèctrica Plafó solar fotovoltaic Elèctrica Química Cubeta electrolítica Química Elèctrica Pila Tèrmica Mecànica Màquina de vapor Pastilles de fre Motor de combustió Altaveu Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 54. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Elèctrica Mecànica Motor elèctric Mecànica Elèctrica Aerogenerador Elèctrica Tèrmica Torradora, radiador Tèrmica Elèctrica Central tèrmica Elèctrica Radiant Llum Radiant Elèctrica Plafó solar fotovoltaic Elèctrica Química Cubeta electrolítica Química Elèctrica Pila Tèrmica Mecànica Màquina de vapor Mecànica Tèrmica Pastilles de fre Motor de combustió Altaveu Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 55. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Elèctrica Mecànica Motor elèctric Mecànica Elèctrica Aerogenerador Elèctrica Tèrmica Torradora, radiador Tèrmica Elèctrica Central tèrmica Elèctrica Radiant Llum Radiant Elèctrica Plafó solar fotovoltaic Elèctrica Química Cubeta electrolítica Química Elèctrica Pila Tèrmica Mecànica Màquina de vapor Mecànica Tèrmica Pastilles de fre Química Mecànica Motor de combustió Altaveu Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 56. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Elèctrica Mecànica Motor elèctric Mecànica Elèctrica Aerogenerador Elèctrica Tèrmica Torradora, radiador Tèrmica Elèctrica Central tèrmica Elèctrica Radiant Llum Radiant Elèctrica Plafó solar fotovoltaic Elèctrica Química Cubeta electrolítica Química Elèctrica Pila Tèrmica Mecànica Màquina de vapor Mecànica Tèrmica Pastilles de fre Química Mecànica Motor de combustió Elèctrica Sonora Altaveu Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 57. Tipus d’energia inicial Tipus d’energia final Sistema o aparell que produeix la transformació Elèctrica Mecànica Motor elèctric Mecànica Elèctrica Aerogenerador Elèctrica Tèrmica Torradora, radiador Tèrmica Elèctrica Central tèrmica Elèctrica Radiant Llum Radiant Elèctrica Plafó solar fotovoltaic Elèctrica Química Cubeta electrolítica Química Elèctrica Pila Tèrmica Mecànica Màquina de vapor Mecànica Tèrmica Pastilles de fre Química Mecànica Motor de combustió Elèctrica Sonora Altaveu Sonora Elèctrica Micròfon EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 58. EXEMPLES DE TRANSFORMACIONS DE L’ENERGIA Silvia Mejías ղԳó
- 59. MÀQUINES SIMPLES Les màquines simples consten només d’un senzill mecanisme per transformar l’energia muscular, per produir treball. Totes aquestes màquines treballen amb un esquema equivalent que actuen dues forces: • FORÇA MOTRIU: És la força aplicada sobre la màquina, indicada amb una F. • FORÇA RESISTENT: És la força que realitza la feina que volem obtenir, i es representa amb una R. Les màquines simples transformen sempre la força motriu (F) en força resistent (R). La relació matemàtica entre les forces F i R s’anomena llei d’una màquina simple.
- 60. L’avantatge mecànic (i) relaciona la força o resistència (R) que pot contrarestar una màquina simple amb la força (F) que cal aplicar-hi. Així doncs, l’avantatge mecànic té l’expressió matemàtica següent: R i F MÀQUINES SIMPLES AVANTATGE MECÀNIC L’avantatge mecànic no té unitats, ja que es tracta d’una magnitud de proporcionalitat.
- 61. Si a una màquina simple se li aplica una força de 100 N i pot vèncer o contrarestar una resistència de 500 N, diem que té un avantatge mecànic 5. Fixa’t en l’aplicació de l’expressió de l’avantatge mecànic: 500N 5 100 N R i F EXEMPLE: AVANTATGE MECÀNIC • Si i > 1, vol dir que R és més gran que F, per tant hi ha una situació d’avantatge mecànic, fem poca força per superar una gran càrrega. • Si i < 1, vol dir que R és més petita que F, per tant hi ha una situació de desavantatge mecànic, fem molta força per superar una petita càrrega. • Si i = 1, vol dir que R = F, hi ha situació d’equilibri.
- 63. • Probablement, la palanca és la primera de les màquines simples que la humanitat ha utilitzat ja des del Paleolític. • És famosa la frase del savi grec Arquímedes de Siracusa, del segle III a.C., que diu: «Doneu-me un punt de suport i mouré el món», una referència explícita a l’ús de la palanca i al seu poder multiplicador de la força. Una palanca consisteix en una barra rígida, recolzada en un punt de suport o fulcre al voltant del qual pot girar. LA PALANCA
- 64. • La palanca és una barra rígida que gira sobre un punt de suport anomenat fulcre, segons estigui situat aquest punt, es poden multiplicar petites forces per fer grans treballs. • La distància entre el punt d'aplicació de la força (o la resistència) i el fulcre s'anomena braç. • La palanca té dos braços: • el braç de força és la distància entre el punt d'aplicació de la força Fa i el fulcre • el braç de resistència és la distància entre el punt d'aplicació de la resistència R i el fulcre. MÀQUINES SIMPLES: LA PALANCA
- 65. De la llei de la palanca se’n dedueix que com més llarg sigui el braç de palanca d1 de la força F en relació amb el braç d2 de la resistència R, el valor de la resistència serà proporcionalment més alt que el de la força. MÀQUINES SIMPLES: LA PALANCA
- 66. On: • Fa és la força aplicada a un extrem • da la distància de la força F al punt de suport • Fr la resistència o càrrega a contrarestar • dr la distància de la resistència R al punt de suport En aplicar-hi (punt A) una força F en un extrem, Fa, s’obté una altra força a l’altre extrem, anomenada resistència Fr. Segons la posició del punt de suport (punt O) respecte de la força aplicada Fa i de la resistència Fr, aquesta pot ser molt gran en relació amb la força. MÀQUINES SIMPLES: LA PALANCA
- 67. La formula general de la palanca diu: Fa · da = R · dR Aquesta expressió es coneix com la llei de la palanca, i s’enuncia així: la força aplicada (Fa) pel seu braç (distància al fulcre) és igual a la resistència (R) pel seu braç (distància al fulcre). Segons la situació del fulcre respecte el punt d'aplicació de la força aplicada (Fa) i la resistència (R) tenim tres tipus de palanca: 1. Primer grau o genere. 2. Segon grau o genere. 3. Tercer grau o genere. MÀQUINES SIMPLES: LA PALANCA
- 68. PRIMER GRAU El punt de suport està entre la Força aplicada Fa i la càrrega o resistència R TIPUS DE PALANCA
- 69. La càrrega o resistència R està entre el punt de suport i la força aplicada Fa. SEGON GRAU TIPUS DE PALANCA ENS PERMET REDUIR LA FORÇA PER VÈNCER UNA RESISTÈNCIA
- 70. La força aplicada Fa està entre el punt de suport i la càrrega o resistència R. TERCER GRAU TIPUS DE PALANCA NO ES REDUEIX LA FORÇA EN AQUEST TIPUS DE PALANCA MAI.
- 71. • El pla inclinat és una màquina simple que consisteix en una superfície plana que forma un angle amb l’horitzontal. • Aquests superfície plana té un extrem elevat a una certa alçada que constitueix el que s’anomena pla inclinat. • La seva funció és pujar o baixar càrregues elevades quan no és possible fer-ho verticalment, com en el cas de les corrioles o els polispasts. PLA INCLINAT • Per aixecar un objecte a certa altura, cal fer un treball, el qual depèn de la força (F) i de l’espai recorregut (a). • Si es vol reduir l’esforç, és a dir, la força (F), cal augmentar l’espai (a). • En pujar un objecte pel camí més curt, que és la vertical, és necessari fer un esforç més gran que si es vol pujar per un camí més llarg, és a
- 72. PLA INCLINAT 𝑾𝟏=𝐹 ·𝐿 • Per pujar una càrrega pel pla inclinat s’haurà de fer un treball W1 • Si es volgués pujar la càrrega a pols des de terra a una altura h, el treball invertit seria W2 • Si es considera que no hi ha fregament en el pla: • W1 = W2 i • F · L = R · h 𝑾𝟐=𝑅·h Per tant, la força que cal fer per pujar la càrrega pel pla serà: · (N) R h F L I el quocient de l’avantatge mecànic serà: i
- 73. • Consisteixen en una peça generalment d’acer de forma prismàtica de base triangular isòsceles de manera que els dos costats iguals formen dos plans inclinats. EL PLA INCLINAT LES FALQUES O TASCONS • La destral, el ganivet, el tallaferro i l’arada són algunes de les aplicacions d’aquesta màquina simple. • El tascó és una màquina composta per dos plans inclinats. • Quan es colpeja la cara oposada al tall, descompon la força que s’aplica en dues forces perpendiculars a les seves cares laterals
- 74. • Com més llarg i agut sigui, més petita és la força que s’ha de fer perquè penetri, és a dir, com més agut sigui l’angle, més força es fa amb el tascó • Com més gran sigui la longitud del tascó (a), la força de penetració (P) ha de ser molt més petita que la resistència lateral (R) perquè es compleixi la igualtat. EL PLA INCLINAT LES FALQUES O TASCONS
- 75. EL PLA INCLINAT EL CARGOL • El cargol és una màquina simple amb molt avantatge mecànic i que consisteix en un pla inclinat enrotllat de manera uniforme i constant a l’exterior d’una superfície cilíndrica. • Si el filet està enrotllat sobre una superfície interior del cilindre, s’anomena rosca. • Els cargols són elements mecànics que se solen fer servir per fer unions desmuntables de diferents peces, i també s’utilitzen com a elements de transmissió.
- 76. EL PLA INCLINAT EL CARGOL • L’hèlix del cargol s’anomena rosca; • la part espiral sortint de la rosca s’anomena filet; • la part exterior del filet s’anomena cresta, • la part interior s’anomena fons. • Les superfícies laterals reben el nom de flancs. Si es dibuixa un pla inclinat en un paper, es retalla i, a continuació, s’enrotlla al voltant d’un cilindre, s’obté la superfície en forma d’hèlix del cargol. • La distància entre dos filets consecutius és el pas de rosca (p), que és la distància que avança el cargol en una volta completa.
- 77. EL PLA INCLINAT EL CARGOL La força s’aplica a la cabota del cargol, i la resistència es produeix als flancs del filet. Així, com més petit és el pas de rosca, més petit és l’esforç necessari per collar o afluixar el cargol. Si apliquem la llei fonamental de les màquines simples, tenim que: a és la distància recorreguda per la potència. En cada volta, el cargol recorre la longitud d’una circumferència el radi de la qual és la longitud de l’eina utilitzada per fer girar el cargol: b és la distància que avança el cargol en una volta, és a dir, el pas de rosca, p:
- 78. La resistència que es pot vèncer en desplaçar un cargol fent-lo girar dins una femella, considerant el conjunt una màquina ideal, es pot calcular a partir de la llei del cargol. Aquesta llei s’expressa matemàticament així: 𝑅= 2· 𝐹 ·π · 𝑟 𝑝 (N) o bé 𝐹= 𝑅⋅𝑝 2⋅π ⋅𝑟 (N ) on R és la resistència i F la força expressades en newtons, r el radi de gir de la clau o maneta que utilitzem per fer-lo girar i p el pas de la rosca expressats en metres. APLICACIONS DE LES ROSQUES A MÀQUINES I MECANISMES
- 79. • És un operador format per un disc que gira respecte d'un punt fix denominat eix de gir. • Normalment la roda sempre ha d'anar acompanyada d'un eix cilíndric (que guia el seu moviment giratori) i d'un suport (que manté a l'eix en la seva posició). LA RODA
- 80. F·D = R·d Força amb que mourem el torn Longitud del radi de la maneta (manovella) (BF) Resistència, pes que hem d’aixecar (P) Longitud del radi del tambor del torn (BP) TORN Un torn és un cilindre amb una manovella que el fa girar, de manera que és capaç d'aixecar pesos reduint l'esforç igual que ho fem amb la palanca, ara bé, a diferencia de la palanca el braç del pes és el radi del torn i el braç de la força és la longitud de la manovella El producte de la Força que es mourà el torn pel seu Braç és igual al del Pes que aixequem pel seu Braç.
- 83. La corriola o politja fitxa és una sola corriola que consisteix en una roda amb un solc al voltant, per on va una corda o cable, i que gira al voltant del seu eix de la qual suspèn d'una banda la càrrega, que exerceix una força de resistència R, i de l'altre costat per on apliquem la força F per a elevar la càrrega. CORRIOLA O POLITJA FIXA • La força que cal aplicar per elevar el pes és igual a aquest, tan sols canvia la direcció d’aplicació de la força. F=R No hi ha avantatge mecànic, la seva funció només és modificar la direcció de la força
- 84. La corriola o politja mòbil és un sistema format per dues corrioles unides per mitjà d'una corda, una fixa i una altra mòbil pot desplaçar- se linealment en pujar i baixar la càrrega. CORRIOLA O POLITJA MÒBIL • És una màquina simple que permet elevar càrregues amb un menor esforç, (amb una força aplicada F menor). • La força que cal aplicar per elevar el pes o moure un objecte és igual a la meitat de la resistència. F=R/2 Sí hi ha avantatge mecànic la força que s’ha d’aplicar és la meitat de la resistència a vèncer.
- 85. És un tipus especial de muntatge d'un nombre parell de corrioles de les quals la meitat són fixes, i l'altra meitat són mòbils. POLIPAST FACTORIAL • Permeten elevar grans càrregues amb l'aplicació de forces limitades, per la qual cosa són de gran aplicació en l'elevació de grans càrregues (grues, ascensors,...) • En cada grup s'instal·la un nombre arbitrari de corrioles que s'allotgen a l'interior d'una robusta carcassa. • La càrrega s'enganxa directament al grup mòbil.La força que cal aplicar per elevar el pes o moure un objecte és igual a la meitat de la resistència. F=R/2n (sent n= nombre de politges mòbils) Sí hi ha avantatge mecànic la força que s’ha d’aplicar és n vegades menys de la resistència a vèncer.
- 86. ● Tenim una sola corriola fixa i les altres són mòbils. ● Cada corriola mòbil penja de l'anterior i la càrrega penja de l'última corriola mòbil. ● Porta tantes cordes com a corrioles mòbils. ● Cada tram de corda suporta la mitat de la càrrega que penja d'ella per tant podem deduir la formula. POLIPAST EXPONENCIAL (sent n= nombre de politges mòbils) Sí hi ha avantatge mecànic la força que s’ha d’aplicar és n vegades menys de la resistència a vèncer.
- 87. MOLTES GRÀCIES PER LA VOSTRA ATENCIÓ!!