PRACTICA 1

PROPIEDADES MECANICAS

2015/2

016

Cristian Gúishcasho

2015/2016

1. Finalidad de la práctica.

La presente práctica consiste en elegir 3 objetos cotidianos de distintos materiales

y explicar sus cualidades además de sus utilidades.

Los objetos utilizados para la realización de la práctica son los siguientes:

• Percha de plástico.

• Taza cerámica.

• Portalápices.

2. Objetos empleados.

• Percha de plástico.

• Taza:

• Portalápices:

6,5

3. Clasificación de los objetos. 3.1. Percha de plástico.

La percha de plástico está formada como su nombre indica por un plástico que

es un polímero. Los polímeros, además de ligeros, tienen una alta resistencia a la

tensión y a la compresión y son excelentes dieléctricos.

La función que tiene la percha es facilitar colgar la ropa, para prevenir las arrugas en

esta.

Hay perchas de distinto tipo según el material utilizado para la creación de estas y los

materiales más comunes utilizados además del anterior mencionado plástico son: de

madera y de metal, también podemos encontrar de alambre forradas de algún plástico

para evitar que si esta se oxida, manche la ropa.

Las perchas de alambre consisten en un simple lazo de alambre en forma aplanada y

triangular, continuando hasta el final en el que forma un gancho. En cambio, las

perchas de madera las podemos encontrar de diferentes formas y tamaños y también

pueden incluir unas pinzas para la sujeción de otras pendas como pueden ser las

faldas.

3.2. Taza.

La taza utilizada en esta práctica está compuesta por materiales cerámicos. Los

materiales cerámicos tienen escasa conductividad tanto eléctrica como térmica y

aunque pueden tener buena resistencia y dureza son deficientes en ductilidad y

resistencia al impacto.

La principal utilidad de una taza, es tomar líquidos por lo general calientes.

Podemos encontrar tazas de una gran variedad de materiales, además de cerámica,

como pueden ser: cristal, plástico, vidrio borosilicatado y en menor cantidad de

metales como pueden ser aluminio y acero.

Podríamos utilizar una taza de cerámica como elemento decorativo, o podríamos

utilizar una taza de plástico, que además de ser más barata puede ser de usar y tirar,

también es posible encontrar tazas de metal, que en el caso de utilizarlas con algo

caliente, estas tienen el inconveniente de que se calentarían también y al tocarlas

podrían llegar a causar quemaduras en las manos.

3.3. Portalápices.

El bote para bolígrafos usado en esta práctica, está formado por materiales

metálicos. Este tipo de materiales, suelen tener una buena conductividad tanto

eléctrica como térmica.

El uso más normal que se le da al portalápices, como su propio nombre indica es el de

mantener los bolígrafos, lápices…. Organizados para que no estorben.

En el mercado existen una gran variedad de portalápices dependiendo del material

que estén hechos, como por ejemplo: cerámicos, de papel, acrílicos, de metal

(mencionado anteriormente), incluso podríamos encontrar de madera además de

otros muchos materiales.

Podríamos utilizar portalápices con funciones adicionales, por ejemplo añadiéndole un

reloj o una alarma, también podríamos colocarle un portafotos….

4. Propiedades de los objetos.

En este apartado, compararemos los tres objetos cotidianos según sus

cualidades siguientes: dureza, rigidez, fragilidad, ductilidad y tenacidad Kic.

La tabla indica, mediante datos numéricos, siendo el 1 lo mínimo y 3 el máximo, que

objeto es el que mejor tiene dicha cualidad.

Objeto y material

Propiedad

mecánica

Percha de plástico

Polímero

Taza de cerámica

Cerámico

Portalápices

Metálico

Dureza 3 1 2

Rigidez 1 3 2

Fragilidad 2 1 3

Ductilidad 2 3 1

Tenacidad Kic 2 3 1

La primera propiedad mecánica comparada es la dureza, que corresponde al

grado de resistencia a la deformación permanente que sufre un material bajo la acción

directa de una carga determinada. Por lo tanto, la taza de cerámica es el más duro,

porque este no se deforma nada, el portalápices se puede deformar un poco antes de

que se rompa y la percha es el objeto que más podemos deformar de los tres.

Otra forma de comprobar la dureza de un material es rayando este, ya que la dureza es

la oposición de un material a ser rayado o cortado. Una vez hemos intentado rayar los

tres objetos nos damos cuenta de que: la taza se puede rayar poco, mientras que el

portalápices es más fácil de rayar y la percha podemos rayarla simplemente con la uña.

La tabla incluida a continuación nos permite comprar más fácilmente las escalas de

dureza.

La segunda propiedad comparada es la rigidez, que es la resistencia a la

deformación elástica. El objeto más rígido es la taza de cerámica, ya que no se

deforma, sino que se rompe al no tener elasticidad, el portalápices es algo más elástico

y la percha es el objeto más elástico y por lo tanto el menos rígido.

Podemos comprobar esto intentando deformar los objetos. Haciendo esto

comprobamos que la taza no se puede deformar, que el portalápices lo podemos

deformar un poco y que la percha nos permite deformarla bastante.

La siguiente gráfica ayuda a comprender la rigidez de los objetos.

La tercera propiedad analizada es la fragilidad. Esta propiedad expresa la falta

de plasticidad, la plasticidad es la capacidad de deformación permanente en un

material sin que llegue a romperse.

En este caso, el objeto más frágil es la taza de cerámica debido a que no tiene

plasticidad, es decir, no se deforma ante ningún esfuerzo, sino que se rompe cuando

ya no aguanta más ese esfuerzo. El portalápices es el menos frágil, aunque la percha

tiene más plasticidad, esta aguanta menor esfuerzo que el portalápices.

La siguiente gráfica muestra la fragilidad con la tensión.

La cuarta propiedad comparada es la ductilidad, que consiste en el

alargamiento máximo por tracción antes de rotura.

El portalápices en este caso, es el objeto más dúctil, ya que es el que más se alarga sin

romperse. En segundo lugar, se encuentra la percha, ya que se deforma un poco al

alargarlo y el menos dúctil es la taza ya que no podemos deformarla nada sin que se

rompa.

La fragilidad y la ductilidad son lo contrario, así que los números del 1 al 3 tienen que

estar invertidos en las propiedades de fragilidad y ductilidad.

Como se ve en la siguiente tabla, la taza tiene una elongación de 8, mientras que la de

la percha es de 1 y la de la taza es de 0.

Por último, tenemos la Tenacidad de Kic. La tenacidad cuantifica la cantidad de

energía almacenada por el material antes de romperse por esfuerzos de traición

progresivos.

El portalápices es el objeto más tenaz, ya que es el que más energía absorbe hasta

romperse, seguido de la percha y por ultimo esta la taza que es el objeto que no

absorbe apenas nada de energía antes de romperse, este último se romper con

facilidad, debido a que no tiene elasticidad.

La siguiente tabla indica la tenacidad de algunos materiales.

5. Cambio de material.

Se pide proponer un cambio de material para cambiar lagunas de las propiedades de

cada objeto y hacerlo más útil o más barato para una aplicación concreta.

En el caso de la percha de plástico, se podría realizar con cartón, no serían tan

resistentes, pero se podrían construir en casa y utilizarlas como decoración y una

ayuda para el medio ambiente, además de cómo entretenimiento para los más

pequeños.

En el caso de la taza de cerámica, podríamos realizar con polímeros, seria mas

barato de producir, además de tener una mayor resistencia al impacto.

Por último, el portalápices, podría estar compuesto por cartón