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Estructuras
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1.
Estructuras
En esta página abordamos el concepto de estructura desde ejem-
plos concretos, para centrar la atención del alumnado, hasta su
definición genérica.
Es interesante plantear en clase la cuestión de inicio donde los
alumnos podrán debatir sobre lo que ellos entienden por estruc-
tura de un cuerpo, y así, también nos servirá para ser conscientes
de sus ideas previas sobre el tema.
Una vez adentrados en el texto trataremos de identificar, en cada
ejemplo, qué elementos del cuerpo estudiado pertenecen a la
estructura y cuáles no, distinguiendo las partes cuya función prin-
cipal es estructural del resto.
La definición de estructura que se presenta en el texto es una
definición sencilla que podrá ser ampliada por los alumnos se-
gún se avance en la explicación de los distintos contenidos de
la unidad.
1.1.
Estructuras naturales y artificiales
Establecemos la diferenciación entre estructuras naturales y arti-
ficiales para poder estudiar estas últimas dentro del ámbito de la
tecnología, como producto de la actividad humana.
Una vez reconocidas las estructuras pasamos a explicar el concep-
to de fuerza y cargas.
PRESENTACIÓN
ESTRUCTURAS Y CARGAS
Resumen en diapositiva de los tipos de estructuras y las cargas
que actúan sobre ellas.
Solución de las actividades
1
¿Se distingue de forma clara qué parte de la botella
forma su estructura? ¿Qué elementos sirven para re-
forzarla?
No, toda la botella es estructura, la botella es el ejemplo de
estructura mínima capaz de contener un líquido determinado.
Los pliegues de la botella la refuerzan y le dan resistencia.
2
¿Qué estructuras puedes ver en estas fotografías? ¿Son
naturales o artificiales? Justifica tu respuesta.
Podemos ver una concha de caracola ocupada por un can-
grejo ermitaño que a su vez también tiene la estructura de su
exoesqueleto y un armazón de una barca de pesca. Aunque
el cangrejo emplea la concha para protegerse, la única es-
tructura artificial sería el armazón del barco puesto que es la
única construida por seres humanos.
3
Enumera cinco estructuras naturales y cinco artificiales.
Naturales: Un nido de pájaro, el esqueleto humano, el
tronco de un árbol, el caparazón de una tortuga, una es-
talactita...
Artificiales: una bombona de butano, una presa, un puente
colgante, el chasis de un automóvil, la torre Eiffel…
4
Identifica la estructura de los siguientes objetos: un bo-
lígrafo, un vaso de plástico, una cámara de fotos, un
balancín y una bicicleta.
La estructura es la parte destinada a soportar esfuerzos, en
el caso del bolígrafo sería el cilindro exterior en el que apo-
yamos los dedos, en el vaso sería todo el vaso, en la cámara
de fotos la carcasa, en el balancín las patas, el asiento y el
respaldo, en la bicicleta el cuadro.
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5. Estructuras
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2.
FUERZAS Y CARGAS
¿Qué es una fuerza? ¿Qué relación existe entre las estructuras y las fuerzas?
Responde a estas preguntas en colaboración con tus compañeros y define
con ellos qué es una fuerza. Para ayudarte puedes aplicar distintas fuerzas a
una goma de borrar, presionándola y empujándola con tus dedos.
Los cuerpos u objetos necesitan una estructura para soportar las distintas fuer-
zas que actúan sobre ellos: la de la gravedad, que nos atrae hacia el centro de la
Tierra y es responsable del peso de un objeto, la del viento, que empuja árboles
y edificios, las presiones de los gases encerrados, las que desarrollan nuestros
músculos…
Una
fuerza
es todo aquello capaz de
deformar
un cuerpo (efecto estático)
o
alterar su estado de movimiento o reposo
(efecto dinámico).
3
Enumera cinco estructuras naturales y cinco artificiales.
4
Identifica laestructurade los siguientesobjetos:unbolígrafo,unvasode
plástico, una cámara de fotos, un balancín y una bicicleta.
5
Busca la imagen de un puente romano y de uno colgante.
Analiza:
¿qué
partes de cada puente constituyen su estructura?
1.
ESTRUCTURAS
¿Qué significados puede tener la palabra estructura? ¿Para qué sirve
la estructura de un cuerpo? Acuerda con tus compañeros una definición de
estructura física de un cuerpo y anótala en tu cuaderno en el glosario
de esta unidad.
Todos los cuerpos y objetos poseen algún tipo de
estructura.
El esqueleto de
un elefante o las estrías de un vaso de plástico, el chasis de un automóvil o el
caparazón de un cangrejo son ejemplos de estructuras. Su función es sostener
los cuerpos y evitar que se deformen en exceso bajo el efecto de las fuerzas que
actúan sobre ellos.
A veces, la estructura es un elemento identificable dentro del propio cuerpo,
como los huesos de los animales vertebrados, el armazón de un barco o las vigas
y pilares de un edificio. En otras ocasiones no es sencillo distinguirla, puesto que
la totalidad del objeto conforma su estructura.
Una
estructura
eselconjuntodeelementosdeuncuerpodestinadosasoportar
las acciones externas para evitar que se rompa o se deforme en exceso.
1.1.
Estructuras naturales y artificiales
Las
estructuras naturales
son aquellas que se han formado sin intervención
del ser humano. Están presentes en los seres vivos, en sus construcciones, o son
el resultado de procesos geológicos. Así, la concha de un molusco, el nido de un
pájaro o una cueva son estructuras naturales.
Las
estructuras artificiales
son aquellas elaboradas por los seres humanos para
satisfacer una necesidad. Las patas de una mesa o la carcasa de una cámara de
fotos son ejemplos de estructuras artificiales.
7
Representa las fuerzas
correspondientes a las accio-
nes de la actividad 6.
Paradefiniruna
fuerza,
espreciso
especificar su
intensidad,
su
dirección
, el
sentido
en elque
actúa y su
puntode aplicación.
2
¿Qué estructuras puedes ver en estas fotografías? ¿Son naturales o arti-
ficiales? Justifica tu respuesta.
1
¿Se distingue de forma
clara qué parte de la botella
forma su estructura? ¿Qué
elementos sirven para refor-
zarla?
6
Indica si las fuerzas con las que se realizan las siguientes acciones produ-
cen un efecto estático o dinámico: Golpear una pelota de golf, sentarte
en un sofa, empujar un carro de la compra, tu corazón al bombear la
sangre, presionar un trozo de plastilina y abrazar a tu compañero.
Las fuerzas que actúan sobre una determinada estructura se denominan cargas
y pueden ser de dos tipos:
❚
Cargas fijas o permanentes:
son aquellas que no varían a lo largo del tiem-
po, por tanto son cargas constantes. Algunos ejemplos son el peso de la pro-
pia estructura de un puente o el de los elementos que hay siempre sobre ella,
como el asfalto o la barandilla.
❚
Cargas variables:
son aquellas que cambian a lo largo del tiempo, por ejem-
plo, el peso de las personas dentro de un edificio, el viento que empuja un
puente o el tráfico que hay sobre él.
Una
carga
es una fuerza que actúa sobre una estructura, y puede ser fija o
variable.
Imagínate que se aplica la misma carga, el peso de un niño, sobre un banco
en el parque, una hamaca colgante y una silla. ¿Cuál de estos elementos
soportará más carga? ¿Será igual la carga sobre el banco si el niño se sienta
o se tumba? ¿Se deformará de la misma manera la silla que la hamaca?
Las cargas producen
tensiones
en la estructura del cuerpo donde se aplican.
Sin embargo, una misma carga puede producir distintos efectos dependiendo
del punto de aplicación de la fuerza, su dirección, su sentido y de la propia geo-
metría de la estructura.
dirección
intensidad
(proporcional
a la longitud
de laflecha)
puntode
aplicación
sentido
(hacia fuera)
❚
Una estructura es el con-
junto de elementos que
impide que el cuerpo se
rompa o se deforme.
❚
Hay estructuras naturales
y artificiales.
Ideas claras
❚
Las fuerzas son capaces
de deformar los cuerpos
o modificar su estado de
movimiento o de reposo.
❚
La estructura soporta los
efectos de la fuerza sobre
el objeto.
❚
Las fuerzas que actúan so-
bre un cuerpo se denomi-
nan cargas.
Ideas claras
Efectoestático.
Efectodinámico.
