Exercicis: Les propietats dels materials

Relaciona cada propietat amb la seva definició: (a) duresa, (b) elasticitat, (c) conductivitat elèctrica, (d) densitat. Definicions: 1. capacitat de recuperar la forma després de deformar-se; 2. resistència a ser ratllat o desgastat; 3. facilitat per deixar passar el corrent elèctric; 4. relació entre la massa d'un material i el volum que ocupa.

Les propietats sensorials es capten amb els sentits. Descriu el color, la brillantor i la textura de tres objectes de la teva aula (la taula, una regla, la pissarra) i explica quin sentit fas servir per conèixer cadascuna d'aquestes propietats.

Veritable o fals? Justifica cada resposta: (a) el coure és un bon conductor elèctric; (b) la goma és un material molt dur; (c) un tros d'acer pesa més que un tros de suro de la mateixa mida perquè és més dens; (d) el vidre és un material elàstic.

Quina propietat importa més en cada cas? (a) la fulla d'una serra; (b) l'interior d'un cable; (c) la molla d'un bolígraf; (d) el farciment d'un abric d'hivern. Justifica cada resposta amb una frase.

La figura mostra una escala de duresa amb diversos materials ordenats de menys dur a més dur, però un d'ells ha perdut el seu nom, com es mostra en l'esquema.

Quin material dels que coneixes podria ocupar el buit? Raona la teva resposta comparant-lo amb els seus veïns de l'escala i col·loca després dos altres materials a l'escala: l'ungla del teu dit i el diamant.

Classifica aquests materials en conductors i aïllants de l'electricitat: coure, plàstic, fusta seca, acer, goma. Explica per què aquesta propietat decideix quin material va per dins i quin per fora d'un cable.

Una goma elàstica i un tros de plastilina es deformen en estirar-los, però només un dels dos recupera la forma en deixar-lo anar. Explica quina propietat els diferencia i posa un exemple d'objecte en què aquesta propietat sigui imprescindible perquè funcioni.

Les olles són de metall, però el mànec sol ser de fusta o de plàstic. Explica-ho fent servir la conductivitat tèrmica i raona què passaria amb una olla feta d'una sola peça d'acer, mànec inclòs.

La figura compara diverses propietats de cinc materials del taller, però algunes caselles estan sense completar, com es mostra en l'esquema.

Completa les caselles marcades amb «?» i explica després quin material de la taula triaries per fabricar el cap d'un martell i quin per al mànec flexible d'un fuet de joguina, raonant les propietats que t'han fet decidir.

Una moneda de coure ratlla el guix, però no ratlla l'acer; l'ungla ratlla el guix, però no ratlla la moneda. Ordena aquests quatre materials de menys a més dur i explica quina prova senzilla has fet servir per ordenar-los (l'«assaig de ratllat»).

Un cub de suro i un cub d'acer de la mateixa mida no pesen el mateix. Explica quina propietat ho explica, raona per què el suro flota a l'aigua i l'acer s'enfonsa, i què hi té a veure la densitat de l'aigua.

Tria el material de cada part d'un paraigua entre aquestes opcions i justifica cada elecció amb almenys una propietat: (a) les varetes: fibra flexible o galeta; (b) la tela: teixit impermeable o paper de diari; (c) el mànec: plàstic dur o esponja.

La carcassa d'un mòbil pot ser de plàstic o de metall. Compara totes dues opcions pensant en el pes, en la resistència a les ratllades i en com deixen passar de bé les ones del wifi, i digues quina triaries tu amb les teves raons.

Classifica aquestes propietats en mecàniques, tèrmiques, elèctriques o sensorials: duresa, conductivitat tèrmica, brillantor, elasticitat, conductivitat elèctrica, color. Després posa un exemple d'objecte en què cadascuna sigui la propietat clau.

Un cable elèctric és de coure per dins i de plàstic per fora. Explica quina propietat aporta cada capa i raona què podria passar si el cable es pela i el coure queda a l'aire.

El vidre és molt dur (gairebé no es ratlla) però es trenca si cau a terra. Explica la diferència entre duresa i fragilitat fent servir aquest exemple i cita un altre material dur i fràgil, i un altre de tou però difícil de trencar.

L'institut vol comprar cadires noves per a l'aula. Prioritza les tres propietats més importants (resistència, poc pes per moure-les, facilitat de neteja, comoditat...), tria un material per a l'estructura i un altre per al seient, i explica quins materials descartes i per què.

Dissenya un experiment de taller per ordenar per duresa tres materials (fusta de pi, alumini i una pedra) fent servir només els mateixos materials, ratllant-los els uns amb els altres. Explica el procediment, què anotaries a cada prova i quina conclusió esperes obtenir.

Una botiga ven bicicletes d'acer, d'alumini i de fibra de carboni. Compara el pes, la resistència i el preu de cada opció i recomana'n una per a: (a) una persona que la fa servir cada dia per anar a l'institut; (b) una ciclista que competeix. Justifica per què les teves recomanacions són diferents.

Un cassó de coure amb mànec de fusta costa bastant més que un de fet tot d'acer. Analitza quines propietats expliquen aquest disseny (el coure reparteix la calor molt uniformement, la fusta amb prou feines s'escalfa) i raona si val la pena el sobrepreu per cuinar a foc lent.

«Com més dur sigui un material, millor per a tot.» Avalua la frase amb dos contraexemples (la goma d'una roda, la funda tova del mòbil, la sola d'una sabata) i reformula-la perquè sigui correcta.

Has de triar el material d'una ampolla reutilitzable: acer inoxidable, plàstic dur o vidre. Construeix una taula de decisió amb quatre criteris (pes, resistència a les caigudes, higiene i sabor, preu), puntua cada material de l'1 al 3 i extreu una conclusió raonada a partir de la teva taula.

Pots fer-ho en paper i enviar una foto amb la teva resposta.

Et donen un objecte misteriós: brilla com un metall, pesa bastant, no es ratlla amb l'ungla i un imant no l'atrau. Raona quin material podria ser (acer inoxidable?, alumini?, una ceràmica?) i dissenya dues proves més per esbrinar-ho sense trencar-lo.

Dissenya un assaig per comparar l'elasticitat de tres gomes de diferent gruix: què mesuraries (quant s'allarga cadascuna penjant-hi el mateix pes i si recupera la seva longitud en treure'l), com ho anotaries i què predis que passarà. Explica quina propietat estàs mesurant exactament i quina diferència hi ha amb la duresa.