Propiedades Mecánicas de Materiales Cotidianos
- 1. Práctica 2. Propiedades mecánicas. Ciencia de Materiales. Pedro Ibáñez García. Curso 2013-2014
- 2. Definición. Esta práctica va a consistir en elegir tres objetos cotidianos de distintos materiales y explicar cuáles son sus cualidades y utilidades. Para esta práctica he elegido los siguientes materiales: una cuchara, un vaso y una goma de borrar. Elementos. La cuchara. El vaso.
- 3. La goma de borrar.
- 4. Las unidades anteriores están medidas en centímetros. Apartado 1. La cuchara es de metal y el material con que se ha fabricado es el acero inoxidable. La cuchara es bastante dura y es rígida. La función de la cuchara es coger alimentos para comer líquidos o semilíquidos que no se puedan coger con otros cubiertos. Las cucharas pueden ser de distintos tipos de materiales como las cucharas de palo que son de madera y sirven para cocinar, porque una cuchara de palo no se calienta mientras que un cuchara de metal se calienta, también hay cucharas de plástico que hacen la misma función que las cucharas de metal pero son de usar y tirar, otro tipo de material con que se hacen las cucharas es el de cerámica, y estas cucharas se suelen usar de decoración. EL vaso es de vidrio, este material es muy frágil. El vaso de vidrio es muy frágil ya que si se cae al suelo se rompe fácilmente. La función de un vaso es mantener algo líquido sin que se derrame ese líquido. Hay vasos de muchos materias y para otras funciones como los vasos de plástico que tienen básicamente la misma función que los vasos de vidrio, pero son la ventaja de que los vasos de plástico no son tan frágiles y al costar menos dinero son de usar y tirar o también se usan vasos de plástico en los laboratorios como probetas. También hay vasos de metal que tienen la característica de que son más duros que los otros vasos., estos vasos se usan en las fábricas o talleres para guardar algún aceite. La goma de borrar está fabricada de un polímero que contiene titinilio, que es un tipo de plástico que procede del tratamiento del titanio y vinilo. También hay muchas gomas fabricadas con caucho. La goma de borrar es elástica. La función de la goma de borrar es borrar algo que está escrito con un lapicero. Hay gomas fabricadas con distintos polímeros como la goma para máquina de escribir, para lapiceros y para algunos bolígrafos, y todas se utilizan para borrar algo escrito. Apartado 2. En el apartado dos vamos a comparar los tres objetos según sus cualidades como la cohesión, la elasticidad y la plasticidad. La siguiente tabla indica que objetos es que más tiene esa cualidad, el que menos tiene esa cualidad y el intermedio. El objeto que tenga propiedad mecánica que las otras se pondrá un 1, el intermedio se pondrá un 2 y el que menos se pondrá un 3. La tabla es la siguiente:
- 5. Cuchara de acero Vaso de vidrio. inoxidable. Metal. Cerámica. Goma de borrar. Polímero. Dureza 2 1 3 Rigidez 2 1 3 Fragilidad 3 1 2 Ductilidad 1 3 2 Tenacidad Kic 1 3 2 La primera propiedad mecánica es la dureza, que es el grado de resistencia a la deformación permanente que sufre un material bajo acción directa de una carga determinada. Luego el vaso de vidrio es el más duro porque no se deforma nada, esto es porque es poco elástico, en cambio la cuchara se dobla un poco y por eso se deforma algo y el material que más se deforma es el polímero porque la goma de borrar se deforma más que la cuchara y el vaso. También se puede comprobar la dureza de los objetos rayándolos, ya que la dureza es la oposición a la ralladura o cortadura. Y comprobamos que el vidrio casi no se puede rayar, la cuchara se raya un poco más y la goma de borrar es la más fácil de rayar. La segunda propiedad es la rigidez, que es la resistencia a la deformación elástica. Esta característica es parecida a la dureza pero no es igual. El objeto más rígido es el vaso de vidrio ya que el vaso no se deforma sino que se rompe al no tener elasticidad. La cuchara esta en el medio ya que es un poco elástica y se dobla un poco, y la goma de borrar es el objeto más elástico por lo tanto es el menos rígido. También lo comprobamos deformar los objetos y observamos que el vaso no se puede deformar, la cuchara se dobla un poco y la goma se deforma bastante. La siguiente gráfica ayuda a comprender la rigidez de los estos objetos
- 6. La siguiente propiedad es la fragilidad, que expresa la falta de plasticidad, y la plasticidad es la capacidad de deformación permanente de un material sin que llegue a romperse. El objeto más frágil es el vaso de vidrio ya que no tiene plasticidad porque no se deforma nada al tener algún esfuerzo, sino que se rompe cuando ya no aguanta más ese esfuerzo. El objeto intermedio es la goma de borrar ya que se puede deformar bastante sin romperse. Y la cuchara es la menos frágil, aunque la goma de borrar tenga más plasticidad aguanta menos esfuerzo y la cuchara aguanta más carga que la goma. La siguiente gráfica muestra la fragilidad con la tensión.
- 7. La siguiente propiedad es la ductilidad, que es el alargamiento máximo por tracción antes de rotura. En este caso también se puede observar la gráfica anterior. La cuchara es el objeto más dúctil ya que es la que más se alarga sin romperse. EL objeto intermedio es la goma de borrar ya que se deforma un poco al alargarlo, y el menos dúctil es el vaso ya que no se deforma nada. La cuchara tiene una elongación de 55, mientras que la goma de borrar es de 1 y el del vaso es de 0. Como se ve en la siguiente tabla. Además la fragilidad y la ductilidad es lo contrario así que los números del 1 al 3 tienes que estar invertidos en las propiedades de fragilidad y ductilidad.
- 8. Por último, la tenacidad cuantifica la cantidad de energía almacenada por el material antes de romperse por esfuerzos de tracción progresivos. LA cuchara es el objeto más tenaz ya que es el que más energía absorbe hasta romperse. Luego está la goma de borrar y al final está el vaso de vidrio que no absorbe casi nada de energía antes de romperse porque se rompe con facilidad al no tener elasticidad. La siguiente tabla indica la tenacidad de algunos materiales.
- 9. Apartado 3. En el tercer apartado se pide cambiar el material del objeto para cambiar algunas de sus características. En el caso de la cuchara se cambiaria de material al de plata para hacer un cubertería más elegante, aunque sería igual de útil y más caro. El vaso de vidrio se podría hacer de plástico y así no sería tan duro ni frágil, lo que haría que no se rompería tan fácilmente, y también sería más barato. Y la goma de borrar se podría hacer de otro tipo de plástico para hacer que borraran la tinta del bolígrafo.