TEGNOLOGIE Strukture. Graad 9. Hoërskool Gerrit Maritz Distrik D15. Leerder. Onderwyser

Transcriptie

1 TEGNOLOGIE Strukture Hoërskool Gerrit Maritz Distrik D Graad 9 Leerder Onderwyser 1

2 SOORTE STRUKTURE Dopstrukture Graad 9 Tegnologie STRUKTURE n Dopstruktuur bied beskerming van buite af, bv. n eierhouer wat eiers beskerm. n Verpakking soos die houer waarin ons graankos koop, beskerm ook die inhoud wat binne is. Dopstrukture het nie rame nie. Die sterkte van die dopstruktuur is in die dop self wat dikwels maar taamlik dun is. Voorbeelde van dopstrukture Raamstrukture n Raamstruktuur bestaan uit dele wat verbind word om n raam te vorm, bv. n hyskraan of n kragmas. Dikwels is die raam verberg en kan jy dit nie sien nie. Dink bv. aan die dakbalke wat die teëls ondersteun waarmee n dak bedek word. Strukture ondersteun hul eie gewig sowel as die las wat dit moet dra. Voorbeelde van raamstrukture Soliede strukture Soliede strukture word stewig gehou deur hulle eie gewig en verplaas die gewig wat hulle dra veilig in die grond in. Voorbeelde van soliede strukture Mensgemaakte en natuurlike strukture Dop en raamstrukture kan of mensgemaak of natuurlik wees. Natuurlike strukture sluit in die mens, plante, berge en ander rotsformasies; ens. Mensgemaakte strukture word deur die mens gemaak en aanmekaargesit. Alles wat ons gebruik is een of ander tipe struktuur. 2

3 DIE FUNKSIE VAN N STRUKTUUR Strukture: ondersteun dinge n Struktuur moet sy eie gewig kan dra sowel as die las wat dit moet dra. n Las is n voorwerp, n mens of n krag. n Las kan bewegend (dinamies) wees of dit kan n stilstaande (statiese) las wees. omsluit n ruimte en Alle houers het hierdie funksie, sowel as meeste geboue. Natuurlike voorwerpe sluit in skulpe, grotte, hol boomstompe ens. oorspan n afstand Die bekendste struktuur wat n afstand oorspan is n brug. Brûe het ook n ander funksie om dinge te ondersteun. Hulle dra hulle eie gewig en ook die gewig van wat ookal oor hulle beweeg. n Struktuur soos n huis verrig al die funksies: dit ondersteun n dak; dit dek groot area; dit bevat eiendom en beskerm julle en julle meubels. Struktuur komponente Pilare is vertikale struktuurkomponente. Die funksie van pilare is om balke te ondersteun, en so die gewig van die struktuur na al die pilare te versprei. Balke is horisontale struktuurkomponente. Balke versprei die gewig na die pilare. Die effektiwiteit van n balk hang af van die materiaal waarvan dit gemaak is asook van die vorm van die balk. Balke wat in groot strukture gebruik word, kan verskillende vorms hê, sommiges is solied, ander is hol of het spesiale dwarsdeursnee-gedeeltes wat sterkte en stewigheid bied. n Vrydraende balk (kantelbalk) is n struktuurkomponent wat soos n arm uitsteek vanaf die hoofstruktuur, en word net aan die een kant ondersteun. Vakwerk word dikwels gesien in brûe, waar n hele struktuur uit driehoeke bestaan. 3

4 n Stutmuur is n struktuur wat teen n muur gebou word om die muur te ondersteun of te versterk. n Boog is n halfronde struktuur wat n afstand oorspan en n struktuur wat daarop rus ondersteun. In boë wat van stene gemaak is, is die sluitsteen die deel wat in die middel van die boog voorkom, en hierdie steen stut en hou die res van die boog bymekaar. Boë kan ook van ander materiale gemaak word en dan kom daar nie n sluitsteen voor nie. Boë is baie doeltreffend in brûe wat valleie oorbrug, aangesien hulle dan gestut word deur die wande van die berge aan weerskante. EIENSKAPPE VAN STRUKTURE Voordat jy enige struktuur kan ontwerp, moet jy die volgende weet: Wat is jou doel met die struktuur? Wat is die maksimum dravermoë wat die struktuur moet hê? Watter tipe struktuur dit is, by. raam of dop. Die materiaal wat jy gaan gebruik om die struktuur te maak. Die afmetings van die struktuurdele. Strukture moet veilig wees vir mense om te gebruik. n Goeie en veilige struktuur moet oor drie eienskappe beskik: Sterkte - Dit moet nie inmekaar tuimel of bars nie. Strukture breek as hulle nie sterk genoeg is om kragte te weerstaan nie. Hierdie kragte kan staties wees bv. iemand wat op n bed Iê, of dinamies, bv. as iemand op die bed spring. Stewigheid - Dit moenie buig, sy vorm verloor of kromtrek nie. Stabiliteit - Dit moet beslis nie kan omval nie. Ons sê dat n struktuur hoë stabiliteit het as, wanneer dit n gewig dra, dit terugkeer na of in dieselfde posisie bly. Die stabiliteit hang af van die verhouding tussen die basis, die hoogte en die gewig van die struktuur. Die gewig van n voorwerp word bepaal deur swaartekrag wat reg na onder trek aan die massa van die voorwerp. Die onsigbare posisie van die massa waardeur die swaartekrag trek, word die middelpunt van swaartekrag genoem. As die posisie van die middelpunt van swaartekrag laag is en na die middelpunt van die basis lê, is die voorwerp stabiel. As dit meer na die een kant van die basis lê, is die voorwerp minder stabiel. As die middelpunt van swaartekrag buite die basis area lê, is die voorwerp onstabiel en het dan verdere ondersteuning nodig. n Hoë voorwerp is byvoorbeel geneig om onstabiel te wees omdat die middelpunt van swaartekrag baie hoog is. 4

5 n Paar reëls vir stabiliteit: - n Lae middelpunt van swaartekrag. - n Wye basis. - Meer gewig by die basis as by die bopunt. Kragte werk in op alle strukture. Ankertoue, verbindingsbalke en stutte is strukturele komponente wat gebruik word om strukture stabiel te maak. Strukture soos hoë torings en tente kan stabiel gemaak word deur dit in die grond te anker met ankertoue. Ankertoue is toue, kabels of kettings (buigbare komponente) wat die struktuur stewig in plek hou deur daaraan te trek. Stutte en verbindingsbalke Die deel van n struktuur waarop n trekkrag uitgeoefen word, word n verbindingsbalk genoem, en die deel van n struktuur waarop n drukkrag uitgeoefen word, word n stut genoem. n Verbindingsbalk (onbuigbaar) hou ander dele van die struktuur by mekaar deur aan hulle te trek. Baie raamstrukture het komponente genoem stutte (onbuigbaar). Stutte hou dele in posisie deur teen hulle te druk. Stutte word gemaak van materiale soos hout of staal wat nie kan buig nie. Versterkingstegnieke vir raamstrukture Triangulasie en knoopplate Wanneer daar n krag uitgeoefen word op n vierkantige struktuur, kan dit maklik skeef gedruk word. n Vierkant is nie n stewige vorm nie. Wanneer n stut van hoek tot hoek ingelas word, hou dit die struktuur stewig. Dit word triangulasie genoem. Die stut verdeel die struktuur in twee driehoeke wat stewige vorms is. n Alternatief vir triangulasie is om n knoopplaat te gebruik. n Knoopplaat word gewoonlik van n stewige materiaal (soos staal of hout) gemaak. Dit stut en bind dan die komponente van n struktuur saam. 5

6 Knoopplate word van onbuigbare materiale soos hout of metaal gemaak en word gewoonlik op hoeke van raamstrukture vasgemaak om die dele van die raamstruktuur bymekaar te hou. Materiale waarvan strukture gemaak word kan versterk word deur dit in n ander posisie te gebruik. As twee stroke riffelkarton op mekaar geplak word, sodat die riffels teen n 90 hoek met mekaar is, versterk dit die karton. Dieselfde gebeur wanneer hout gelamineer word en die grein van die hout teen n 90 hoek geplak word. n Balk is ook sterker wanneer dit regop gebruik word in plaas van plat. Versterking van dopstrukture Dopstrukture kry hulle sterkte en stewigheid van die manier hoe hulle gevorm is. Dopstrukture word gewoonlik ontwerp om gerond of geriffeld te wees, die rondings en riffels versterk die oppervlakte van die dopstruktuur. Damwalle, eiers en gloeilampe is almal dopstrukture wat danksy hulle rondings, kragte weerstaan wat hulle andersins sou breek. Dieselfde beginsel word toegepas op sinkplate en geriffelde karton. Kragte Trekkrag Trekkrag trek n deel van n struktuur. Die dele van die struktuur waarop trekkrag uitgeoefen word, word bindbalke genoem. n Bindbalk is n struktuurdeel wat ander dele vashou deur aan hulle te trek. Soms gebruik ons toue, kabels of kettings om strukture stewig in posisie te hou. Dan noem ons dit ankertoue. Ankertoue word gebruik om die twee regoppale van n tent in posisie hou. Drukkrag Baie raamstrukture het dele wat stutte genoem word. Stutte doen dieselfde werk as ankers, maar stutte hou dele in posisie deur teen hulle te druk. Stutte word van materiaal gemaak wat nie kan buig nie, soos hout of staal. Buigkrag Buigkrag is eintlik drukkrag (kompressie) aan die een kant en trekkrag (spanning) aan die anderkant. Dit kan duidelik gesien word by n boekrak. 6

7 Draaikrag (wringkrag) n Krag kan n liggaam in die rondte laat draai of n struktuurdeel kan verdraai of vervorm word. Skeurkrag Die krag wat n skêr op papier uitoefen skeur dit middeldeur. MATERIALE WAT GEBRUIK WORD IN STRUKTURE Die eienskappe van materiale bepaal die funksie wat hulle in strukture kan verrig Sterkte in spanning: kan groot spanning hanteer sonder om van vorm te verander of te breek Sterkte in samepersing: kan saamgepers word sonder om van vorm te verander of te breek Elastisiteit: keer terug na die vorm waarin dit vroeër was voor die krag toegepas was Plastisiteit: as die krag verwyder word, bly dit in die veranderde vorm Buigbaarheid: verander van vorm voordat dit breek Brosheid: verbrokkel dadelik wanneer dit breek Hardheid: die weerstand teen skrape of duike Sterkheid: die weerstand teen die impak van harde voorwerpe Styfheid: die weerstand teen samepersing, buiging, skeur en draaikragte Waterdig: of waterwerend Bestand teen korrosie: oksidasie (roes) of UV-strale van die son Hittebestand: sal nie brand nie of dien as insulator teen hitte METAAL Metale val in twee kategorieë. Hulle kan of egte metale wees of allooie. Egte metale bestaan uit n enkele element. Die mees algemeenste egte metale is aluminium, koper, yster, lood, sink, tin silwer en goud. n Allooi is n mengsel van twee of meer egte metale. Egte metale het soms nie die nodige eienskappe nie. Om die nodige eienskappe te verkry, word egte metale gemeng. Egte aluminium is byvoorbeeld te sag en word gemeng met ander metale om n staal te kry wat sterker is as sagte staal en bestand is teen korrosie (roes) maar nog steeds lig is soos aluminium. Soorte: Ferro metale Ferro metale is metale wat hoofsaaklik van yster gemaak is waarby klein hoeveelhede ander metale bygevoeg is om die regte eienskappe te verkry. Alle ferro metale is magneties. Hierdie metale roes of oksideer as hulle nie behandel word nie, aangesien hulle yster bevat. Soorte: Sagte staal, Gietstaal, Vlekvrye staal, Gietyster, Smee-yster Nie-ferro metale Nie-ferro metale is metale wat nie yster bevat nie. Hierdie metale is nie magneties nie en sal nie roes of oksideer nie aangesien hulle nie yster bevat nie. 7

8 Soorte: Silwer, Aluminium, Koper, Sink, Lood, Tin, Geelkoper, Brons, Titanium, Magnesium Saamgestelde materiale Soorte: Beton, Veselglas, motorbande, strooi en modderstene HOUT Die terme hardehout en sagtehout verwys nie na die hout nie, maar na die blare van die bome: Sagte hout kom van bome met naald-agtige blare soos dennebome. Hardehout kom van breëblaar bome soos Mahonie en Meranti. Nie alle hardehout soorte is hard nie Balsa hout is baie sag. Soorte: Soliede hout Harde hout Balsa, Ebbehout, Mahonie, Kiaat, Bloekom Sagte hout Seder, Denne Vervaardigde hout Laaghout, Gelamineerde hout, Spaanderbord, Hardebord, Sagtebord, Veselbord PLASTIEK Termoset plastiek Kruisgebinde polimere word gewoonlik gevorm voor hulle kruisgebind word. Sodra kruisbinding plaas gevind het, gewoonlik by hoë temperature, kan die voorwerp nie meer gevorm word nie. Aangesien dit hitte is wat die kruisbinding aktiveer om die voorwerp se vorm permanent te maak, word hierdie materiale termoset plastiek genoem. Termoplastiek Soos plastieke warm raak, raak dit makliker om hulle in vorms te giet en te vervorm, en as hulle warm genoeg raak, hulle selfs te smelt. Sulke materiale word termoplastieke genoem. Voorbeelde van termoplastieke is: PET, PE-HD, PVC, PE-LD, PP, PS- HD. Hierdie plastiek word gewoonlik vir verpakking gebruik. Die feit dat hulle herverhit en hervorm kan word maak hulle ideaal vir verpakking en ook herwinning. Het jy al ooit gewonder oor die getalle met die pyle om hulle aan die onderkant van plastiek houers? Dit is plastiek identifiseringskodes. Hulle dui aan van watter soort plastiek die houer gemaak is en is daar om verbruikers te help met herwinning van plastiek. Hoewel slegs party soorte plastiek houers (veral kode 1 en 2) hergebruik kan word, kan so te sê al die soorte herwin word en sodoende in iets anders omskep word. 8

9 Herwinning van plastiek Nommer en afkorting Eienskappe Gebruike 1 = PET Polyethylene Terephthalate Helder, gladde oppervlakte Water en lugdig Impak en splinter bestand Bestand teen meeste chemikalieë Kan gevul word met warm vloeistowwe Koeldrank en water bottels Sommige huishoudelike skoonmaak middels Voedselhouers 2 = PE-HD High Density Polyethylene 3 = PVC Polyvinyl Chloride 4 = PE-LD Low Density Polyethylene 5 = PP Polypropylene 6 = PS Polystyrene (2 soorte: polistreen en harde deurskynende plastiek soos vir CD kassies) bestand Bestand teen meeste chemikalieë Hoë spanningsterkte Relatief onbuigsaame materiaal met nuttige temperatuur moontlikhede Hoë impak weerstand Helder, deurskynend Kan geprosesseer word Weerstand teen ghries, olie en chemikalieë Uitstekende weerstand teen sure en groente olies Sterk, buigbaar en relatief deurskynend Eienskappe vir verpakking waar hitte-seëling nodig is Reageer nie met sure, alkali s en meeste oplosmiddels nie Uitstekende vogwerend vir produkte met beperkte raklewe Baie goeie deursigtigheid Lae digtheid en onbuigsaamheid Lae termiese geleiding en uitstekende insulasie Stewig Breek en splinter maklik 7 = Ander Hierdie kode dui aan dat die item gemaak is van n ander harpuis of dat dit gemaak is van meer as een harpuis in n gelaagde kombinasie. Motor olies, kratte, melk bottels Sommige huishoudelike skoonmaak middels en kosmetiese houers Deurskynende verpakkings koshouers Gevormde plastiek verpakkings Vuilgoed sakke, bevrore groente sakkies Sekere spuitbottles, kosmetiese buisies Stof beskermers Bottel doppies, koppies en borde, pil houers, emmers, buigbare joghurt bakkies Weggooibare koppies, groentebakkies CD en DVD kassies Klere hangers en speelgoed Vakuum verpakte vleis en kaas Hoofsaaklik gelaagde en gespesialiseerde verpakking 9

10 Die eienskappe van plastiek Sny met skerp mes Slaan met hamer Buig by kamer temperatuur 1 PET 2 PE-HD 3 PVC 4 PE-LD 5 PP 6 PS-HD 7 PS-LD Maklik en Maklik en Maklik en Maklik en Maklik en Redelik Verkrum redelik glad glad glad glad hard mel glad Baie sterk Buigbaar Baie sterk Redelik onbuigbaar Redelik sterk Moeilik buigbaar Baie sterk Baie sterk swak buigbaar Moeilik buigbaar Moeilik buigbaar, breek Verkrum mel Breek In water Sink Dryf Sink Dryf Dryf Sink Dryf Krap met vingernael Nee Ja Nee Ja Nee Nee Ja Nee, Ja, as Word sag word water in warm Ja Ja Ja harder en warm water krimp genoeg is Ja Nee Slaan aan die brand Moeilik Maklik Moeilik Maklik Maklik Maklik Maklik Vlam kleur Rook Hou aan om te brand Reuk Gelerig Min en swart Blou met geel punt Min Geel Wit met baie as Blou met geel punt Min Geel met blou basis Min Oranje / geel Swart met as Nee Ja Nee Ja Ja Ja Ja Min of geen Bekwaamheidstaak Soos kerswas Soos hidrochlo riese suur Soos kerswas Soos kerswas maar nie soos 2 & 4 nie Soet Oranje / geel Swart met as Jy en jou klasmaats besluit om n partytjie te hou om julle goeie Tegnologie uitslae te vier. Julle kry genoeg geld bymekaar vir eet en drinkgoed en iemand om musiek te maak. Julle kry toestemming om die partytjie in n groot skuur op iemand se plot te hou. Julle het egter nie meer geld om tafels en stoele te huur nie. Daar is egter n ongelooflike hoeveelheid leë plastiek koeldrankbottels in die skuur wat wag om na n herwinningsterrein geneem te word. Die fasiliteerder gaan julle in groepe van 6 deel en saam moet julle in julle groepe besluit hoe julle die probleem kan oplos. Julle moet in julle groep een meubelstuk (tafel of stoel) maak vir julle partytjie. Gegewe spesifikasies Die meubelstuk moet die gewig van die swaarste leerder in die groep kan dra. Die items moet veilig wees vir gebruik (nie skerp kante hê wat iemand kan sny nie) Soet 10

11 PORTEFEULJE ONDERSOEK Hulpbronopdrag 1 Om die volgende strukture te bou is materiale met spesifieke eienskappe nodig. Skryf die 6 belangrikste eienskappe by elk van die strukture. Koppie Leer Warm watersak Emmer Huis Motorband Hangbrug Stoel Tandepasta buis Lampskerm Tuinslang Skooltas Skryf die 6 belangrikste eienskappe by elk van die volgende materiale. Plastiek Vlekvrye staal Hout Rubber Karton Keramiek Aluminium Tekstiel Beton 11

12 Hulpbronopdrag 2 Soek ten minste 2 plastiekhouers wat van die verskillende soorte plastiek gemaak is in julle huis en skryf die naam van die produkte langs die regte herwinningsnommer neer. Nommer en afkorting 1 = PET Polyethylene Terephthalate 2 = PE-HD High Density Polyethylene 3 = PVC Polyvinyl Chloride 4 = PE-LD Low Density Polyethylene 5 = PP Polypropylene 6 = PS Polystyrene Produkte Gevallestudie Doen navorsing oor die herwinning van plastiek. Bespreek kortliks die herwinningsproses en noem n paar produkte wat van herwinde plastiek vervaardig word. Vind uit waar die plastiekherwinningsentrum naby Pretoria-Noord is. Bibliografie: 12

13 ONTWERP Ontwerpopdrag Spesifikasies Idees Teken vryhand 3-D voostellings van 3 moontlike idees vir jou produk & gee kortliks voor en nadele by elk Voor en nadele 13

14 Voor en nadele Voor en nadele 14

15 Finale Oplossing Gebruik een van die metodes waarvan jy geleer het en maak n 3-D skets van jou produk. 15

16 Teken n eerstehoekse ortografiese voorstelling van jou produk Verdere inligting tov jou produk _ 16

17 MAAK Gereedskap, benodigdhede, materiale Vloeidiagram 17

18 EVALUERING Vul jou groeplede se name in die tabel in en gee vir elk n punt uit 10 vir samewerking Naam en van Punt uit 10 Naam en van Punt uit 10 Sterk punte en swak punte van jou meubelstuk Veranderinge en verbeteringe wat jy kan maak aan jou meubelstuk 18

19 Assessering die tegnologiese proses (Fasiliteerder voltooi) Aspek Vlak 7 (Uitstekend bemeester) Vlak 6 (Verdienstelik bemeester) Vlak 5 (Goed bemeester) Vlak 4 (Toereikend bemeester) Vlak 3 (Redelik bemeester) Vlak 2 (Elementer bemeester) Vlak 1 (Nie bemeester nie) Assessering 1 Ontwerpvoorligting (Wat beplan om te maak) (Punte: 5) Formulering van probleem oplossing is duidelik en verstaanbaar. Formulering van probleem oplossing is redelik duidelik Formulering van probleem oplossing is vaag Formulering van probleem oplossing, nie voltooi en nie relevant nie 2 Ondersoek (Hulpbronop drag 1 & 2) Tabelle volledig voltooi. Inligting relevant. Moeite gedoen Tabelle volledig voltooi. Inligting relevant. Net die absoluut nodigste gedoen. Tabelle volledig voltooi. Inligting nie eintlik relevant. Onvoltooide tabelle, of totaal onrelevante inligting. 3 Ondersoek (Gevalle Studie) Verskeie bronne is gebruik om toepaslike inligting te bekom Enkele bronne is gebruik om toepaslike inligting te bekom Van die inligting wat verkry is, is toepaslik Inligting nie toepaslik 4 Voorlegging (Spesifikasies) (Punte: 5) Lys van spesifikasies is volledig en toepaslik Spesifikasies is volledig n Paar spesifikasies is gegee Spesifikasies onvolledig 5 Aanvanklike idee-generering Idees baie netjies geskets en byskrifte gegee, alle voordele en nadele is volledig genoem, gekose idee geldig gemotiveer Idees redelik netjies geskets en byskrifte gegee, voordele en nadele is genoem, gekose idee gemotiveer Idees geskets maar nie netjies nie, enkele voordele en nadele is genoem, gekose idee nie duidelik gemotiveer Idees onverstaanbaar geskets, voordele en nadele onvolledig, swak motivering van gekose idee 6 Beplanning (Finale 3-D skets en werks tekening) Werktekening en 3-D skets is netjies en het byskrifte Werktekening en 3-D skets is voltooi en byskrifte gegee Dele van werktekening en 3-D skets ontbreek Werktekening en 3-D skets is nie voltooi nie 7 Beplanning (Lys van benodigd hede en gereedskap) (vloeidiagram) Lys van benodigdhede, materiaal en gereedskap is volledig. Vloeidiagram is logies en verstaanbaar. Lys van benodigdhede en gereedskap is redelik volledig.vloeidiagram is logies en redelik verstaanbaar. Lys van benodigdhede en gereedskap is onvolledig. Vloeidiagram is nie logies of verstaanbaar nie. Lys van benodigdhede en gereedskap is baie onvolledig. Vloeidiagram is onverstaanbaar 8 Produk (Punte: 30) Voldoen aan alle eienskappe van n struktuur. Die eienskappe van plastiek wat tot nut is vir die projek is ten volle benut en volledig bespreek. Voldoen aan sekere eienskappe van n struktuur. Die eienskappe van plastiek wat tot nut is vir die projek is gedeeltelik benut en onvolledig bespreek. Voldoen aan een eienskappe van n struktuur. Die eienskappe van plastiek wat tot nut is vir die projek is swak benut en baie onvolledig bespreek. Voldoen aan geen eienskappe van n struktuur. Die eienskappe van plastiek wat tot nut is vir die projek is glad nie benut en nie bespreek nie. 9 Evaluering Toepaslike evalueringskriteria, werkbare idees om produk te verbeter Evalueringskriteria, redelike Idees om produk te verbeter Evalueringskriteria onduidelik, idees om produk te verbeter nie bale toepaslik nie Geen evaluerings kriteria nie, idees om produk te verbeter is onvolledig PUNT UIT

20 20