11 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 1 PÁGINA 212 Recorta en cartulina cada una de estas figuras y sujétalas en palillos de dientes. Sosteniendo el palillo entre los dedos y soplando en el lateral, ¿qué ves en cada caso? Triángulo → Cono Trapecio → Tronco de cono Unidad 11. Cuerpos de revolución 11 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 2 PÁGINA 213 TE CONVIENE RECORDAR 1 ¿Cuáles de estos objetos son cuerpos de revolución? b) a) c) d) e) Los objetos a), c) y d) son cuerpos de revolución. 2 Para generar esta botella hay que hacer girar la figura de su derecha alrededor del eje. Dibuja las figuras que generan los cuerpos de revolución a), c) y d) del ejercicio anterior. Unidad 11. Cuerpos de revolución 11 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 3 PÁGINA 215 2 Dibuja en tu cuaderno los cilindros que se generan al gi- A B C D rar el rectángulo: a) Alrededor de CD. b) Alrededor de BD. a) b) A B C A B C D D 3 ¿Qué cantidad de chapa se necesita para construir un depósito cilíndrico cerrado de 0,6 m de radio de la base y 1,8 m de altura? Área total = 2π · 0,6 · 1,8 + 2π · 0,62 = 9,04 m2 Se necesitan 9,04 m2 de chapa. 4 Se han de impermeabilizar el suelo y las paredes interiores de un aljibe circular abierto por arriba. El radio de su base mide 4 m y la altura 5 m. Si cuesta 18 € impermeabilizar 1 m2, ¿cuál es el coste de toda la obra? El aljibe está abierto, solo tiene una base. Área del aljibe = 2π · 4 · 5 + π · 42 = 175,84 m2 Coste = 175,84 · 18 = 3 165,12 € El coste de toda la obra es de 3 165,12 €, aproximadamente. 5 Dibuja el desarrollo de un cilindro recto cuya base tiene 2 cm de radio y cuya altura es de 8 cm. Alto del rectángulo = 8 cm Ancho del rectángulo = 2 π r = 12,6 cm Unidad 11. Cuerpos de revolución 11 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 4 2 cm 8 cm 12,6 cm 2 cm 6 Toma medidas y decide cuál de los siguientes desarrollos corresponde a un cilindro. Radio de la base = 4,25 mm Ancho del rectángulo ≈ 26,5 mm Longitud de la base = 2π · 4,25 ≈ 26,6 mm Es el desarrollo de un cilindro. Radio de la base = 4,25 mm Ancho del rectángulo = 40 mm Longitud de la base = 2π · 4,25 ≠ 40 No es el desarrollo de un cilindro. Unidad 11. Cuerpos de revolución 11 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 5 PÁGINA 217 2 Dibuja los conos que se obtienen al girar este triángulo rectángulo: B a) Alrededor del lado AC. d) Alrededor del lado BC. a) b) B B A A A C C C D 3 Para construir un cono de radio 3 cm y altura 4 cm, procede del siguiente modo: a) Averigua que la generatriz mide 5 cm. b) Dibuja una circunferencia de 5 cm de radio: un sector suyo será el desarrollo lateral del cono. c) ¿Cuál es el ángulo, α, del sector? Hállalo mediante la proporción: 2πr = α → α = r · 360° = … 360° 2πg g d) Calcula el área lateral y el área total de ese cono. a) La generatriz es la hipotenusa de un triángulo rectángulo de catetos 3 cm y 4 cm. Por tanto: g = √32 + 42 = 5 cm b) Longitud del arco = 2π · 3 = 18,84 cm Longitud circunferencia de radio 5 cm = 2π · 5 = 31,4 cm Unidad 11. Cuerpos de revolución 11 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 6 31,4 → 360° x = 216° 18,84 → x 216° 5 cm c) 2π · 3 = α → α = 3 · 360° = 216° 2π · 5 360° 5 d) Área lateral = π · r · g = π · 3 · 5 = 47,1 cm2 Área total = 47,1 + π · 32 = 75,36 cm2 PÁGINA 218 1 El cono cuya base tiene un radio de 12 cm y cuya altura es de 16 cm es cortado por un plano perpendicular a su eje que pasa a 4 cm de la base. Hallar las dimensiones, el área lateral y el área total del tronco de cono que se forma. r' = 12 → r' = 12 · 12 = 9 cm 12 16 16 g = √42 + 32 = 5 cm g' 12 = g' → 12 = → 16 g + g' 16 5 + g' g' 12 cm → 60 + 12g' = 16g' → 4g' = 60 → g' = 15 cm g + g' = 20 cm r' g 4 cm r – r' r = 12 cm Tenemos un cono grande cuya base tiene 12 cm de radio, su altura es de 16 cm y su generatriz mide 20 cm. En el cono pequeño, el radio de la base mide 9 cm, la altura, 12 cm, y la generatriz, 15 cm. Unidad 11. Cuerpos de revolución 11 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 7 • Calculamos el área lateral del tronco de cono restando al área lateral del cono grande la del pequeño: Alat. tronco = π · r (g + g' ) – π · r' · g' = π · 12 (20) – π · 9 · 15 = π (105) = 329,7 cm2 • Área total del tronco de cono: Atotal = 329,7 + π · 122 + π · 92 = 329,7 - 706,5 = 1036,2 cm2 2 Halla la superficie de una flanera abierta por arriba, con las siguientes medidas: radio de las bases, 10 cm y 15 cm; generatriz, 13 cm. g 10 13 15 g 10 = → 10g + 130 = 15g → 5g = 130 → g = 26 cm 15 g + 13 Alat = π · 15 · 39 – π · 10 · 26 + π · 102 = 1334,5 cm2 PÁGINA 219 3 En nuestro jardín tenemos 32 macetones con forma de tronco de cono. Los radios de sus bases miden 14 cm y 20 cm, y la generatriz, 38 cm. Calcula cuánto cuesta pintarlos (solo la parte lateral) a razón de 40 € cada metro cuadrado de pintura y mano de obra. Área lateral de cada macetón = π (14 + 20) · 38 = 4 056,9 cm2 Área de todos los macetones = 32 · 4 056,9 = 129 820,8 cm2 ≈ 13 m2 Coste = 40 · 13 = 520 € Unidad 11. Cuerpos de revolución 11 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 8 4 Considera un tronco de cono cuyas bases tienen radios de 17 cm y 22 cm y cuya altura es de 12 cm. a) Halla su generatriz. b) Halla el área lateral de la figura. c) Halla el área total de la figura. a) g = √122 = 52 = 13 cm 17 cm 12 cm 12 cm 5 cm 22 cm b) Alat = π (17 + 22) · 13 = 1592 cm2 c) Atotal = 1592 + π · 172 + π · 222 = 4 019,22 cm2 PÁGINA 220 1 Una esfera de 5 cm de radio es cortada por un plano que pasa a 3 cm de su centro. ¿Cuál es el radio de la circunferencia que determinan? d 2 + r 2 = R 2 → 32 + r 2 = 52 → r = √25 – 9 = 4 El radio de la circunferencia resultante es de 4 cm. 2 Se sabe que al cortar una esfera con un plano que dista 2 cm de su centro, se genera una circunferencia plana de 4 cm de radio. ¿Cuánto mide el radio de la esfera? 4 cm 2 cm R Unidad 11. Cuerpos de revolución R = √42 + 22 = √20 = 4,47 cm 11 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 9 PÁGINA 221 3 En una esfera terrestre escolar de 20 cm de radio están señaladas las zonas climática. POLAR TEMPLADA TÓRRIDA TEMPLADA POLAR Sabemos que cada casquete polar tiene 2 cm de altura y cada zona templada, 10 cm de altura. Halla la superficie de cada zona climática. • Área de cada casquete polar: A1 = 2π · 20 · 2 = 251,2 cm2 • Área de cada zona templada: A2 = 2π · 20 · 10 = 1 256 cm2 • Área de la zona tórrida: Altura de las cinco zonas = diámetro de la esfera = 40 cm Altura de la zona tórrida = 40 – 2 · 2 – 2 · 10 = 16 cm Área de la zona tórrida: A3 = 2π · 20 · 16 = 2 010 cm2 • La suma de todas las zonas climáticas es: Atotal = 2A1 + 2A2 + A3 = 5 024,4 • El área de la esfera es 4π · R 2 = 4π · 202 = 5 024 Lógicamente, la suma de todas las zonas es igual al área de la esfera. La diferencia de cuatro décimas es porque hemos redondeado las cifras decimales. PÁGINA 222 1 Como sabes, un metro es la diezmillonésima parte de un cuadrante de meridiano terrestre. Según esto, calcula la longitud del radio de la Tierra aproximándote hasta los kilómetros. 2 π R = 10 000 000 m 4 RR Unidad 11. Cuerpos de revolución 11 SOLUCIONES A LAS ACTIVIDADES DE CADA EPÍGRAFE Pág. 10 2 π R = 10 000 km → 2 π R = 40 000 km → R = 40 000 = 6 369 km 4 2π (Si en lugar de tomar π = 3,14 se toma π = 3,14159265…, se obtiene R ≈ 6 366 km). 2 Halla la superficie de la Tierra utilizando como radio R = 6 366 km. ¿Qué fracción de la superficie terrestre es España, sabiendo que la superficie de España es, aproximadamente, 500 000 km2? A = 4 π R 2 = 4π · (6 366)2 = 509 006 007,4 km2 La fracción de superficie de España, respecto a la de la Tierra, es: 500 000 ≈ 1 509 006 007 1 018 Unidad 11. Cuerpos de revolución