Este documento describe una práctica sobre las propiedades mecánicas de tres objetos cotidianos: una cuchara de acero inoxidable, un vaso de vidrio y una goma de borrar de polímero. Compara las propiedades de dureza, rigidez, fragilidad, ductilidad y tenacidad de cada objeto a través de tablas y gráficas. Finalmente, propone cambiar los materiales de cada objeto para modificar algunas de sus características.

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.