Tecnologies

6. Fitxes

3 ESO

Fitxa 1 Unitat 1

EL MÈTODE DE PROJECTES

Nom i cognoms

Escriu, ordenadament, cada un dels passos del mètode de projectes i la fase a la qualcorresponen en el diagrama següent:

Descripció i anàlisi delproblema

Recerca d’informació

Generació i selecció d’idees (avantprojecte)

Construcció

Avaluació

Doc

umen

taci

óD

ocum

enta

ció

bé malament

FASE

TÈC

NIC

AFA

SETE

CNO

LÒGI

CA

Fitxa 2 Unitat 1

EL MÈTODE DE PROJECTES

Nom i cognoms

A continuació tens una sèrie d’activitats que s’haurien de realitzar per dissenyar i cons-truir un faristol. Has d’escriure el pas i la fase del mètode de projectes a què corresponcada una d’aquestes activitats.

ACTIVITAT PAS FASE

Dibuixar el pla de trossejament. generació i selecció d’idees tecnològica(avantprojecte)

Definir l’objectiu del projecte. descripció i anàlisi del tecnològicaproblema

Fabricar i muntar el marc i el suport construcció tècnicadels llibres.

Comprovar si les mesures del avaluació tècnicafaristol construït són les correctes.

Fabricar la base del faristol i construcció tècnicaunir-la al marc.

Escriure les condicions inicials. descripció i anàlisi del tecnològicaproblema

Envernissar el faristol. construcció tècnica

Analitzar faristols existents recerca d’informació tecnològicaal mercat.

Realitzar un pla de treball. construcció tècnica

Revisar l’encaix de totes les parts avaluació tècnicadel faristol.

Fabricar i muntar el regulador construcció tècnicad’altura.

Fitxa 3 Unitat 1

EL MÈTODE DE PROJECTES

Nom i cognoms

Escriu, ordenadament, cada una de les accions que hauries de realitzar per canviar lalàmpada, fosa, de la teva habitació en el diagrama de blocs següent:

Desconnectar el corrent.

Treure la làmpada fosa i comprovar-ne les característiques.

Connectar el corrent.

Anar a la botiga a comprar una làmpada de característiques similarsa la que està fosa.

Desconnectar el corrent.

Col·locar la làmpada nova.

Connectar el corrent.

Comprovar el funcionament.

Observa el dibuix del martell i realitzales operacions que s’indiquen a conti-nuació:

1. Fes el dibuix en perspectiva del martell utilitzant la tècnica de l’encaixat.

2. Realitza el croquis del martell.

Fitxa 4 Unitat 2

ANÀLISI D’OBJECTES

Nom i cognoms

305

Fitxa 5 Unitat 2

ANÀLISI D’OBJECTES

Nom i cognoms

1. Observa el dibuix del peu de rei i escriu el nom de les seves parts en el lloc corres-ponent.

2. Com es pot calcular l’apreciació d’un peu de rei?

Si en un peu de rei no figura l’apreciació, la podem determinar de la següent manera:Apreciació = 1 / nombre de divisions del nònius

3. Amb quina part del peu de rei podem mesurar la fondària d’una peça?

La fondària d’una peça la podem mesurar amb la sonda.

4. Per a què s’utilitzen les orelles del peu de rei?

Les orelles s’utilitzen per realitzar mesures interiors d’una peça.

5. Per a què serveixen les boques del peu de rei?

Les boques serveixen per realitzar mesures exteriors d’una peça.

sonda

regle graduat cargol de fre orelles

cursor

nònius

boca mòbilboca falsa

Fitxa 6 Unitat 4

ESTRUCTURES

Nom i cognoms

En les figures següents tens diverses estructures. Indica si són rígides i, si no ho són,fes que ho siguin.

Sí No Sí No

Sí No

Sí No Sí No

Sí No

Fitxa 7 Unitat 4

ESTRUCTURES

Nom i cognoms

Indica a quin esforç estan sotmesos els elements assenyalats.

Flexión

Compresión

Tracción

Flexión

Tracción

Flexión

Tracción Compresión

Tracción

Tracción

Compresión

flexióflexió

tracció

flexió

tracció

tracció

tracció

tracció

compressió

compressió

compressió

Fitxa 8 Unitat 5

MÀQUINES I MECANISMES

Nom i cognoms

Observa amb atenció la figura i respon les qüestions següents:

a) Quin és el rendiment de la màquina? b) Quin treball útil s’obtindria si el seu rendiment fos del 90 %? c) Existeix la màquina perfecta?

Dades: Incògnites:Wútil = 300 J a) ηPèrdues = 20 J b) Wútil

Per a l’apartat b: η = 90 %

a) Segons l’expressió del rendiment:η = Wútil / Wab = 300 / 320 = 0,93 %

El treball absorbit o energia d’entrada serà:Wútil + pèrdues = 300 + 20 = 320 J

b) En el cas que el η = 90 %:η = Wútil / Wab; de manera que0,9 = Wútil / 320; Wútil = 0,9 × 320 = 288 J

c) Les pèrdues de la màquina li resten rendiment. Com més elevades són les pèr-dues, més baix és el rendiment. Sempre hi ha pèrdues a les màquines, sovint pelfregament entre els seus elements, per escalfament dels conductors en les mà-quines elèctriques, etc. Això significa que el quocient entre treball útil i energiad’entrada sempre és més petit que la unitat, o que les màquines no arriben al100 % de rendiment. En aquest últim cas, estaríem davant la màquina perfecta.

MÀQUINAenergia d’entrada

pèrdues = 20 J

treball útil = 300 J

Fitxa 9 Unitat 5

MÀQUINES I MECANISMES

Nom i cognoms

1. Una batedora és una màquina de les que s’utilitzen a la llar. Descriu com creus queés cada una de les quatre parts que la formen (pots ajudar-te de dibuixos).

L’estructura: acostuma a ser la mateixa carcassa de plàstic que serveix de suport detots els elements.

La part motriu: sol estar formada per un motor elèctric, que és l’element que transfor-ma l’energia elèctrica en energia mecànica.

Els elements transmissors i transformadors de moviment: solen estar formats per unconjunt d’engranatges i, principalment, per un eix llarg i estret amb l’objectiu de trans-metre el moviment a les ganivetes.

Els elements de control: poden estar formats per un interruptor, un endoll i els con-ductors del corrent. En alguns models es pot regular la velocitat gràcies a un petit cir-cuit electrònic.

2. Completa la taula següent, referida a la classificació de les màquines:

Classificació segons el tipus Classificació segons Màquina

de transformació el lloc d’aplicació

televisor d’informació a la llar

cotxe energètica en el transport

robot energètica en la indústria

tractor energètica en l’agricultura

Fitxa 10Unitat 5

MÀQUINES I MECANISMES

Nom i cognoms

1. Respon les qüestions següents:a) En què es diferencien els sistemes de transmissió de moviment i els sistemes de

transformació de moviment? Els sistemes de transmissió transmeten un moviment des d’un punt fins a un altre; encanvi, els elements transformadors transformen un moviment circular en lineal i a lainversa.

b) Classifica els següents elements segons que siguin de transmissió o de transfor-mació de moviment:

transmissió per cadena – biela-manovella – cigonyal – alçaprem engranatges – cargol sense fi – transmissió per corretja

2. Digues si les expressions següents són certeso falses. Raona la resposta.

a) En els sistemes de transmissió de movi-ment per corretja, la politja motriu i l’arros-segada sempre giren en el mateix sentit.L’afirmació és falsa, perquè podem aconseguircanviar el sentit de gir creuant la corretja.

b) Quan utilitzem un cadell la roda només gira en un sentit.L’afirmació és certa, ja que el cadell impedeix que la roda girien el sentit en què s’encaixa entre les dents gràcies a la for-ça d’una molla.

Transmissió de moviment Transformació de moviment

transmissió per cadena biela-manovella

engranatges cigonyal

cargol sense fi alçaprem

transmissió per corretja

Fitxa 11Unitat 5

MÀQUINES I MECANISMES

Nom i cognoms

En la il·lustració es mostra el clàssic saltimbanqui que molt probablement tens guardat,ja que en el llibre de primer curs de Tecnologies se n’explica detalladament tot el pro-cés de construcció. Observa amb atenció la imatge (pots comprovar-ne el funcionament,si és que ja el tens construït; si no el tens, ara podria ser un bon moment per posar-semans a l’obra), i contesta les següents qüestions:

a) Escriu el nom de les màquines simples que apareixen en el mun-tatge i explica’n el funcionament (pots complementar amb dibui-xos). A la peça en H hi ha dues palanques de primer grau (el punt de suportes troba entre la força aplicada i la càrrega).Cada una de les palanques correspon al llistó de 280 cm de longitud. Elpunt de suport es troba en la unió d’aquest llistó amb un altre llistómés curt de 50 cm de longitud. La força aplicada s’exerceix a la partinferior de la peça en H i la càrrega es troba a la part superior d’a-questa peça que es manifesta estirant dels fils que travessen les mansdel saltimbanqui.

b) Escriu la transformació energètica que es produeix en el muntat-ge.

c) Explica la transmissió de moviment que es produeix en el muntatge.S’aplica un moviment lineal alternatiu, a través de la mà, a la part inferior de la peça en Hi el saltimbanqui es desplaça circularment.

SALTIMBANQUI energia mecànicaenergia mecànica

FcFc

FaFa

Pa

Fitxa 12Unitat 5

MÀQUINES I MECANISMES

Nom i cognoms

1. Un ascensor i la seva càrrega pesen 9 000 N. Si puja des d’una planta baixa fins a unsisè pis situat a 18 m d’altura en un temps de 24 segons i el motor que acciona lacàrrega absorbeix una potència de 8 000 W, determina:

a) El treball realitzat.W = F · d = 9 000 N · 18 m = 162 000 J

b) La potència desenvolupada en quilowatts i en cavalls de vapor.

P = = = 6 750 W

Aquesta potència expressada en quilowatts serà:

P = 6 750 W · = 6,75 KW

Ara expressem la potència útil en cavalls de vapor:

P = 6 750 W · = 9,17 CV

c) El rendiment.El rendiment ve donat per la relació entre la potència útil i la potència absorbida:

η = · 100 = · 100 = 84,37 %

2. En un taller de reparació de vehicles, una màquina elevadora puja un cotxe de 1 200 kgde massa fins a una altura de 180 cm en un temps de 20 segons. Calcula:

a) El treball realitzat per la màquina elevadora.En primer lloc expressem l’altura en metres:

180 cm · = 1,8 m

El treball realitzat per la màquina elevadora serà:

W = F · d = m · g · d = 1 200 kg · 9,8 · 1,8 m

W = 21 168 J

b) La potència desenvolupada per la màquina.

P = = = 1 058,4 W

c) La velocitat de pujada del cotxe.

V = = = 0,09 m/s1,8 m20 s

et

21 168 J20 s

Wt

Nkg

1 m100 cm

6 750 W8 000 W

Pu

Pa

1 CV1 000 W

1 kW736 W

162 000 J245

Wt

Fitxa 13Unitat 5

MÀQUINES I MECANISMES

Nom i cognoms

1. Calcula el treball realitzat per una màquina elevadora per pujar un pes de 4 000 Nfins a una altura de 3 m.El treball realitzat per la màquina elevadora vindrà donat per l’expressió:W = F · d = 4 000 N · 3 m = 12 000N

2. Un muntacàrregues puja un pes de 1 400 N fins a una altura de 2 m en un temps de7 segons. Calcula la potència desenvolupada pel muntacàrregues.En primer lloc hem de calcular el treball realitzat: W = F · d = 1 400 N · 2 m = 2 800 JAra determinem la potència desenvolupada, que vindrà donada per l’expressió:

P = = = 400 W

3. Un motor elèctric absorbeix una potència de 3 CV. Determina la potència útil que po-drà desenvolupar si té un rendiment del 70 %.En primer lloc expressem la potència en watts:

P = 3 CV · = 2 208 W

El rendiment serà:

η = · 100 d’on la potència útil vindrà donada per:

Pu = = = 1 766,4 W

4. S’ha de pujar una càrrega de 400 kg de massa al quart pis d’un edifici en construc-ció. Una grua tarda 10 segons a pujar la càrrega mentre que un obrer ho fa en unahora. Sabent que l’altura de cada pis és de 3 m, determina el treball realitzat i la po-tència desenvolupada per la grua i l’obrer respectivament.La grua i l’obrer realitzen el mateix treball, el valor del qual serà:

W = F · d = m · g · d = 400 kg · 9,8 · (4·3) m = 47 040 J

Grua: P = = = 4 704 W

Obrer: P = = = 13,06 W

Com podem comprovar, la grua desenvolupa una potència molt més gran que l’obrer.

47 040 J3 600 S

Wt

47 040 J10 s

Wt

Nkg

80 · 2 208 W100

η · Pa

100

Pu

Pa

736 W1 CV

2 800 J7 s

Wt

Fitxa 14Unitat 5

MÀQUINES I MECANISMES

Nom i cognoms

Disposem de tres eines: un carretó manual, un polispast d’una politja mòbil i un polis-past de dues politges mòbils. Amb quina d’aquestes eines haurem de fer menys esforçper aconseguir elevar una càrrega de 450 N?(Suposem negligible el pes de les politges mòbils.)

a) Càlcul de l’esforç amb el carretó.Aplicant la llei de la palanca i substituint, tindrem:Fa · 1,5 = Fc · 0,5 ⇒ Fa · 1,5 = 450 · 0,5; aïllant la força aplicada, Fa, aquesta serà:

Fa = = 150 N

b) Càlcul de l’esforç amb el polispast d’una politja mòbil.Com que n = 1 (una politja mòbil), la força que hem de fer és:

Fa = = = 225 N

c) Càlcul de l’esforç amb el polispast de dues politges mòbils.n = 2 (dues politges mòbils). Per tant, la força que hem de fer és:

Fa = = = 112,5 N

Utilitzant el polispast de dues politges mòbils haurem de realitzar un esforç més petit(112,5 N), ja que el pes es reparteix entre les dues politges i cada politja reparteix el seupes entre les dues cordes.

d) A quin tipus de palanca pertany el carretó ma-nual? Fes la representació gràfica corresponent aaquesta palanca.És una palanca de segon grau, ja que la càrrega estroba entre el punt de suport i la força aplicada.

450 N2·2

Fc

2 · n

450 N2

Fc

2 · n

450 · 0,51,5

Fa

450 N

Fa

450 N

0,5 m

1,5 m

Fa

Fc = 450 N

Fitxa 15Unitat 5

MÀQUINES I MECANISMES

Nom i cognoms

1. A la figura es representa untrepant de columna. Sabentque el motor gira a 1 400 rpm,calcula:a) Les relacions de transmis-

sió que efectuarà el meca-nisme.La corretja de transmissiósempre ha d’estar en posicióhoritzontal i, per tant, s’ob-tenen tres relacions detransmissió diferents, elsvalors de les quals són:

Rt1–1’ = = = Rt2–2’ = = =

Rt3–3’ = = =

b) Les diferents velocitats del portabroques.La velocitat de rotació del portabroques s’obtindrà, en cada cas, aplicant l’expressió:

n1 · d1 = n2 · d’1 ; d’on: n2 =

Substituint valors en el parell de politges tindrem:

A: n2 = = 35 rpm B: n2 = = 466,6 rpm

C: n2 = = 3 525 rpm

2. A la il·lustració es pot veure un tren d’engranat-ges compost. Sabent que l’engranatge motriu ésl’A i que gira a 1 800 rpm, en sentit horari, deter-mina:a) La relació de transmissió del sistema.

Rt = · = · =

b) La velocitat de rotació de l’engranatge D i elseu sentit de gir.

Rt = = d’on: ηD = ηA · Rt = 1 800 · 1 800 rpm

La velocitat de rotació de l’engranatge D és de 100 rpm en sentit horari.

118

ηD

ηA

118

1060

1030

ZC

ZD

ZA

ZB

1 400 · 3080

1 400 · 2060

1 400 · 1040

n1 · d1

d’1

14

1040

d3

d3’

13

2060

d2

d2’

38

3080

d1

d1’

d’1 = 80 cm

2 1CBA

d’2 = 60 cmd’3 = 40 cm

d1 = 30 cm

eix motriun1 = 1 400 rpm

d2 = 20 cmd3 = 10 cm

motor

portabroques

broca

nA = 1 800 rpm

BC D

ZA = 10 dentsZB = 30 dentsZC = 10 dentsZD = 60 dents

Fitxa 16Unitat 6

MÀQUINES TÈRMIQUES

Nom i cognoms

A la figura tens una màquina de vapor.

1. Indica-hi els següents elements:a) Distribuïdor.b) Pistó.c) Cilindre.

2. Descriu els moviments que s’hi produeixen.El pistó té un moviment alternatiu pel fet que el vapor entra alternativament per un cos-tat i per l’altre. El distribuïdor també es mou alternativament gràcies al moviment devaivé de la barra que el subjecta.

3. Les dues barres que surten per ladreta van acoblades a una roda, talcom es veu a la figura. Explica quiempeny a qui.La barra del pistó empeny la roda i lafa girar. En canvi, la barra que em-peny el distribuïdor es mou gràcies ala roda.

a

b

c

Fitxa 17Unitat 6

MÀQUINES TÈRMIQUES

Nom i cognoms

Ajuntant les figures, descriu el funcionament d’un motor de quatre temps. Indica el nomde cada temps.

ADMISSIÓ

El pistó baixa i la vàlvula d’admissió s’obre. Així pot entrar la bar-reja de combustible i aire.

COMPRESSIÓ

Amb les dues vàlvules tancades, el pistó puja i comprimeix la ba-rreja.

EXPLOSIÓ-EXPANSIÓ

Amb la barreja comprimida salta la guspira i es produeix una explo-sió que empeny el pistó cap avall.

ESCAPAMENT

El pistó torna a pujar però amb la vàlvula d’escapament oberta. Aixíels gasos de la combustió poden sortir.

Fitxa 18Unitat 6

MÀQUINES TÈRMIQUES

Nom i cognoms

1. La figura representa el cilindre d’un motor de 4 cilindres en què el diàmetre del pis-tó és de 8 cm, la cursa és de 100 mm i el volum de la cambra de compressió, de 40cm3.

a) Indica sobre la figura les dimensions del cilindre.

b) Calcula la cilindrada d’un cilindre.Si ho expressem tot en centímetres cúbics:Vc = S × L = (π × d2/ 4) × L = (π × 82/ 4) × 8 = 402 cm3

c) Calcula la relació de compressió.Rc = (Vc + v) / v = (402 + 80) / 80 = 6,025

d) Calcula la cilindrada del cotxe.Com que hi ha 8 cilindres:

Vcotxe = 8 × Vc =8 × 402 = 1 608 cm3

2. Calcula la cursa del pistó d’un cotxe si se sap que la seva cilindrada és de 320 cm3 ique el diàmetre del pistó és de 7 cm.De la fórmula de la cilindrada hem d’aïllar la L:

Vc = (π × d2/ 4) x Ld’on

L = 4 × Vc/ (π x d2) = 4 × 320 / (π × 72) = 8,315 cm

Fitxa 19Unitat 7

COMUNICACIONS A DISTÀNCIA

Nom i cognoms

1. Observa l’esquema de funcionament del telègraf de Samuel Morse i explica com estransmet un missatge des de la central telegràfica 1 fins a la central telegràfica 2.

Quan s’acciona el polsador, es produeixen variacions del corrent elèctric en la línia te-legràfica. Aquestes variacions del corrent elèctric actuen en la central telegràfica 2 so-bre un electroimant, el qual, mitjançant una palanca, mou una petita roda tintada que im-primeix un signe sobre una cinta de paper. El tipus de signe depèn de la variació delcorrent. El missatge que s’imprimeix sobre el paper és una seqüència de punts i ratlles.

2. Muntatge d’un telègraf.Podem simular el funcionament d’un telègraf utilitzant l’esquema de la figura infe-rior per realitzar el muntatge. Observa que a l’estació receptora s’ha substituït lacinta de paper per una bombeta.

a) Explica el funcionament de l’esquema de la figura.Quan accionem el polsador de l’estació transmissora, la bombeta de l’estació recep-tora s’il·luminarà. Segons quina sigui la durada de l’accionament del polsador, la bom-beta estarà il·luminada més o menys temps i aquest fet es correspondrà amb una rat-lla o un punt del codi Morse.

b) Realitza el muntatge i comprova’n el funcionament.

cinta de paper

agullaconnexióa terra

polsador

electroimant

CENTRAL TELEGRÀFICA 1 CENTRAL TELEGRÀFICA 2

4,5

V

Estació transmissora Estació receptora4,5 V100 Ω

Fitxa 20Unitat 7

COMUNICACIONS A DISTÀNCIA

Nom i cognoms

Observa l’esquema de funcionament de la ràdio i contesta les qüestions següents:

1. Com funciona el centre emissor? L’aparell emissor rep el missatge en forma d’una ona sonora i el converteix en un senyalelèctric. Aquest senyal, que conté el missatge, s’amplifica i modula abans de ser enviatper mitjà de l’antena emissora. L’antena transforma el senyal en ones de ràdio que sónemeses a l’atmosfera.

2. Completa l’esquema del centre emissor.

3. Com funciona l’aparell receptor? L’aparell receptor disposa d’una antena que capta les ones de ràdio i les converteix enun senyal elèctric. Aquest senyal es desmodula i després s’amplifica. Per acabar, el sen-yal elèctric es converteix en so mitjançant un altaveu.

4. Completa l’esquema de l’aparell receptor.

ones de ràdio antena desmodulador amplificador altaveu missatge

missatge micròfon amplificador modulador antenaones

de ràdio

ona sonora

antenaemissora

emissora

oscil·lador modulador

ones de ràdio

antena receptora

amplificador

desmoduladorsintonitzador

ones sonoresamplificades

ones sonores

Fitxa 21Unitat 7

COMUNICACIONS A DISTÀNCIA

Nom i cognoms

Observa l’esquema de transmissió per televisió i contesta les qüestions següents:

1. Com es forma la imatge en la pantalla del televisor? Una càmera rep la llum de l’exterior, que travessa una lent i arriba fins a un material se-miconductor, que varia la resistència en funció de la llum que hi incideix. Un canó d’elec-trons projecta un feix que arriba a la placa semiconductora, hi fa una passada i retor-na. Les variacions d’aquest feix, que constitueixen els senyals d’imatge, són amplificadesi portades a l’emissora. Els receptors d’imatges s’encarreguen de transformar els senyals rebuts de la càmeraen imatges.

2. Com es transmet el so?El so es transmet com un senyal de ràdio en FM.

3. Quins tipus de receptors d’imatges coneixes?Hi ha tres tipus de receptors d’imatges:• Canó d’electrons: Els electrons incideixen sobre la pantalla mitjançant un tub de raigs

catòdics. És el tub clàssic de televisió.• Plasma: A cada punt que es projecta sobre la pantalla hi ha una petita quantitat de

gas com si fos un petit fluorescent. Unes descàrregues elèctriques obren o tanquenel fluorescent i proporcionen la llum que fa falta.

• LCD: Cada punt està tapat per un cristall líquid que es pot tornar transparent o noamb un senyal elèctric.

micròfon

càmera

antenaemissora

emissora

receptor de televisió

senyal devídeo

senyald’àudio

antena receptora

Fitxa 22Unitat 7

COMUNICACIONS A DISTÀNCIA

Nom i cognoms

Observa l’esquema de transmissió de dades en telefonia mòbil i contesta les qüestionssegüents:

1. Com es realitza una comunicació per mitjà d’un telèfon mòbil? Quan es realitza una comunicació des d’un telèfon mòbil, es porta a terme com unatransmissió de ràdio cap a les antenes receptores de la companyia amb la qual tenim con-tractat el servei de telefonia. Les antenes estan connectades a un centre de telefonia mòbil (CTM). Aquest centrepren les dades del telèfon mòbil i les processa per establir la comunicació amb el núme-ro de telèfon desitjat.

2. Com es realitza una trucada des d’un mòbil a un telèfon fix?En el cas que el receptor sigui un telèfon fix, la trucada es realitza a través de la xar-xa telefònica convencional.

3. Quina problemàtica envolta les antenes de telefonia mòbil? Actualment hi ha un cert rebuig en un sector de l’opinió pública a la instal·lació d’ante-nes a prop dels seus domicilis. Aquest rebuig està motivat pels possibles danys que elssenyals de radiofreqüència puguin ocasionar a la salut de les persones.Per contrarestar aquesta reticència, algunes empreses de telefonia mòbil ofereixencertes quantitats de diners a les comunitats de veïns perquè puguin instal·lar antenesrepetidores en el terrat de l’edifici.

A

B

centre de transmissióde cel·la (CTC)

cel·la

cablejat suberrani

centre de telefonia mòbil

xarxestelefòniques

cablajadesd’empreses

públiquesi privades