Autor Tema: Calculo II larson

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22 Diciembre, 2020, 08:42 pm
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elernesto

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Una empresa fabrica un objeto esférico de 25 cm de radio. Se perfora en el un orificio de 4 cm a través de su centro. Calcular  a) El volumen del objeto.

Me podrían ayudar que esta difícil :'(

22 Diciembre, 2020, 08:48 pm
Respuesta #1

ciberalfil

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¿Debo suponer que el "orificio" es un taladro pasante de eje central y de 4cm de diámetro? No queda claro que es el "orificio". Es decir sería el taladro pasante realizado por una broca de eje central (pasando por el centro de la esfera) y de 4cm de diámetro.

Si eso es asi el ejercicio es fácil porque el resultado se obtiene fácilmente restándole al volumen de la esfera el volumen vaciado por el taladro que es la suma de un cilindro y dos casquetes esféricos de diámetro 4, objetos cuyos volúmenes son conocidos o sencillos de calcular. Si se pretende resolverlo mediante una integración tampoco es demasiado difícil usando, creo, coordenadas cilíndricas.

Faltaría determinar los parámetros que determinan la solución. Altura del cilindro y altura de los casquetes problema que tampoco es demasiado complicado.

Claro está hay que ponerse a realizar cálculos. ¿Has hecho algo?

En esta web tiene datos suficientes para resolverlo: https://es.wikipedia.org/wiki/Casquete_esf%C3%A9rico

Salu2.

22 Diciembre, 2020, 09:12 pm
Respuesta #2

elernesto

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No creo que sea el diámetro porque hay que aplicar integrales ya que en la sección que esta este ejercicio en el larson es de integrales

22 Diciembre, 2020, 09:23 pm
Respuesta #3

sugata

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Si no es el diámetro, solo puede ser la longitud. Con esos datos no veo resolución.

22 Diciembre, 2020, 10:39 pm
Respuesta #4

ciberalfil

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Pues con un enunciado confuso es muy difícil resolver un problema porque todo son dudas. Una imagen vendría bien. Si el taladro no es pasante hace falta un dato más, la profundidad del orificio o el diámetro. Según se interprete lo que tenemos ahora.

23 Diciembre, 2020, 04:51 am
Respuesta #5

Juan Pablo Sancho

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El enunciado original dice (por si aclara algo):
Diseño industrial Una empresa produce un objeto esférico de 25 centímetros de radio. Sea hace una perforación de 4 centímetros de radio a través del centro del objeto.
Calcular a) el volumen del objeto y b)el área de la superficie exterior del objeto.

23 Diciembre, 2020, 09:25 am
Respuesta #6

ciberalfil

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Pues está claro que es un orificio que atraviesa la esfera de parte a parte (pasante), de sección circular de 4 cm de radio (hecho con una broca de 8 cm) y cuyo eje pasa por el centro de la esfera. Asi no es difícil resolverlo aplicando las formulas de la esfera, el casquete esférico y el cilindro:

\( V=V_{esfera}-V_{cilindro}-2V_{casquete} \)

Solo hay que determinar la altura del cilindro y del casquete (facil) y aplicar las formulas.


23 Diciembre, 2020, 04:05 pm
Respuesta #7

feriva

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Me podrían ayudar que esta difícil :'(

En el libro de Larson tendrás cómo hallar el volumen de una esfera y de un casquete (y en internet también lo tienes en varios sitios; supongo que tendrás que usar integrales múltiples en ambos casos). No obstante son volúmenes muy conocidos que se suelen usar de memoria en el caso de la gente que maneja a menudo estas cosas.

El de la esfera es \( \dfrac{4\pi R^{3}}{3}
  \)

Y el del casquete es \( \dfrac{1}{3}\pi h^{2}(3R-h)
  \), donde R es el radio de la misma esfera en cuestión y “h” la altura del casquete desde su base hasta el máximo de la curva.

Para hallar “h” puedes ver este dibujo que te he hecho; lo sacas con Pitágoras y poco más, por trigonometría básica.



Entonces, al volumen de la esfera le quitas el de los dos casquetes y el del cilindro; el cual tiene un volumen que es la altura “2a” por el área del círculo, que tiene radio 4; o sea: \( (2a\cdot4^{2}\pi
  \). Y te queda el volumen pedido.

En cuanto a la superficie de una esfera es también una fórmula muy conocida, \( 4\pi r^{2}
  \); a ésta le tienes que quitar la superficie de los casquetes; la fórmula del área del casquete es \( 2\pi Rh
  \).

(tendrás que hacer las integrales si es un ejercicio de integrales, claro, no te valdrá simplemente usar las fórmulas de memoria).

Saludos.