70.03 Medios de Representación "A" - Ejercicio - Cuerpos y Secciones Planas [Foros-FIUBA::Wiki]
 

70.03 Medios de Representación "A" - Ejercicio - Cuerpos y Secciones Planas

Período: 1er Cuatrimestre 2007

Curso: 002 — Botet - Sande - Vergez.

Ejercicio

Enunciado

Datos:

<tex>\alpha(\alpha_1, \alpha_2),\ \beta(\beta_1, \beta_2)</tex>.

<tex>O'',\ O \in \alpha(\alpha_1, \alpha_2)</tex>.

<tex>O</tex> es centro de la base de un cilindro recto, R = 3 cm, h = 10 cm.

Hallar:

Cilindro.

Sección con <tex>\beta</tex>.

Resolución

  1. Encontrar <tex>\mathbf{O'}</tex>: se traza una horizontal <tex>h</tex> que pertenezca a <tex>\alpha</tex> y tal que <tex>h''</tex> pase por <tex>O''</tex>. <tex>O'</tex> se encuentra en la intersección de <tex>h'</tex> con una vertical trazada por <tex>O''</tex>.
  2. Trazar las elipses que son base del cilindro: sobre la horizontal, en ambos sentidos desde <tex>O'</tex>, se mide el radio R dado. Se determinan así <tex>A'</tex> y <tex>B'</tex>, extremos del diámetro mayor de la elipse. Para encontrar el diámetro menor, determinado por los puntos <tex>C'</tex> y <tex>D'</tex>, se procede como sigue. Eligiéndose <tex>\alpha_1</tex> como eje de abatimiento, se traza una perpendicular a <tex>h'</tex> por <tex>O'</tex>, que será a su vez la traza icnográfica <tex>m'</tex> de la recta de máxima pendiente <tex>m</tex> del plano <tex>\alpha</tex>. Se abate <tex>O'</tex> y con centro en <tex>(O)</tex> se traza una circunferencia de radio R. Los puntos <tex>(C)</tex> y <tex>(D)</tex> se hallan en la intersección de la circunferencia con <tex>(m)</tex>, abatimiento de la recta de máxima pendiente del plano <tex>\alpha</tex>. Para encontrar <tex>C'</tex> y <tex>D'</tex>, se relevan1) <tex>(C)</tex> y <tex>(D)</tex>, respectivamente. Los puntos <tex>(A)</tex> y <tex>(B)</tex> se hallan, por supuesto, en la intersección de paralelas a <tex>(m)</tex> trazadas desde <tex>A</tex> y <tex>B</tex>, respectivamente (si no es así, evidentemente se ha cometido un error). Alternativamente, para encontrar <tex>C'</tex> y <tex>D'</tex>, también se puede medir sobre <tex>\overline{H'_m((O))}</tex> el radio R, con lo cual se obtiene <tex>((D))</tex>. Para hallar <tex>D'</tex> se interseca a <tex>m'</tex> con una paralela a <tex>h'</tex> trazada por <tex>((D))</tex>. La posición de <tex>C'</tex> es inmediata ya que <tex>\overline{O'D'}=\overline{O'C'}</tex>. Así encontrados <tex>A'</tex>, <tex>B'</tex>, <tex>C'</tex> y <tex>D'</tex>, se puede trazar la elipse de diámetros perpendiculares, icnografía de la circunferencia base del cilindro.
    Para hallar la traza ortográfica de dicha circunferencia se levantan verticales desde <tex>A'</tex> y <tex>B'</tex>, y se encuentra su intersección con <tex>h''</tex> (recordar que <tex>A</tex> y <tex>B</tex> pertenecen a <tex>h</tex>). Acto seguido, se encuentra <tex>m''</tex>, levantando una vertical desde <tex>H'_m</tex> (intersección de <tex>\alpha_1</tex> con <tex>m'</tex>) hasta la línea fundamental – lo que da <tex>H''_m</tex> – y otra vertical, desde <tex>V'_m</tex> (intersección de la línea de tierra con <tex>m'</tex>) hasta <tex>\alpha_2</tex> – lo que da <tex>V''_m</tex>. Se levantan entonces dos verticales más, esta vez desde <tex>C'</tex> y desde <tex>D'</tex>, para encontrar, en su intersección con <tex>m''</tex>, <tex>C''</tex> y <tex>D''</tex>, respectivamente. Quedan así determinados los dos diámetros conjugados, mayor y menor, de la elipse.
  3. Hallar las trazas del eje del cilindro y las dos elipses restantes: se trazan <tex>n'</tex> y <tex>n''</tex>, respectivamente perpendiculares a <tex>\alpha_1</tex> y a <tex>\alpha_2</tex> y pasantes por <tex>O'</tex> y <tex>O''</tex>. Para obtener la verdadera magnitud del eje en icnografía, se procede a girar la recta <tex>n</tex> en torno de un eje de giro <tex>e (e', e'')</tex> perpendicular al plano ortográfico y que pasa por <tex>O</tex>. Se elige para ello un punto cualquiera de <tex>n</tex>, llamémoslo (en un rapto de originalidad) <tex>P</tex>: se marcan <tex>P'</tex> y <tex>P''</tex> sobre <tex>n'</tex> y <tex>n''</tex> respectivamente. Se traza, con centro en <tex>O'' </tex>y extremo en <tex>P''</tex>, un arco de circunferencia en sentido antihorario, de manera que <tex>n''_g</tex> resulte paralela a la línea de tierra. En la intersección de una vertical trazada desde <tex>P''_g</tex> y una horizontal trazada desde <tex>P'</tex> se encuentra <tex>P'g</tex>, determinándose (junto con <tex>O'\equiv O'g</tex>) <tex>n'_g</tex>. Ahora, sobre <tex>n'_g</tex> se mide la altura h dada, y se marca el punto <tex>E'_g</tex>. Levantando una vertical por dicho punto se encuentra <tex>E''_g</tex> sobre <tex>n''_g</tex>. Ahora se procede a girar en sentido horario, con centro en <tex>O''\equiv O''_g</tex> y extremo en <tex>E''_g</tex>, hasta encontrar <tex>E''</tex> en la intersección del arco con <tex>n''</tex>. Se baja una vertical desde este punto hasta <tex>n'</tex> para encontrar <tex>E'</tex>. Queda así determinado el eje del cilindro.
    Por <tex>E'</tex> se traza una paralela a <tex>h'</tex> y sobre ella, en ambos sentidos, se mide la distancia <tex>O'A'</tex>, determinándose el diámetro mayor de la tercera elipse, de extremos <tex>W'</tex> y <tex>X'</tex>. Se traza también por <tex>E'</tex> una paralela a <tex>m'</tex>, midiéndose en ambos sentidos sobre la misma la distancia <tex>\overline{O'C'}</tex>, para determinar así el diámetro menor, cuyos extremos son <tex>Y'</tex> y <tex>Z'</tex>. Esta elipse resulta idéntica a la primera por ser paralelos los dos planos que forman, uno la base, y otro el extremo, del cilindro.
    Para hallar la cuarta elipse, ortografía de la circunferencia extremo del cilindro, se procede de manera similar: por <tex>E''</tex> se traza una paralela a <tex>h''</tex>, y se lleva sobre ella el segmento <tex>\overline{A''O''B''}</tex>, encontrándose su diámetro mayor <tex>\overline{W''E''X''}</tex>. Se traza luego por aquel punto también una paralela a <tex>m''</tex>, llevándose sobre esta el segmento <tex>\overline{C''O''D''}</tex>, quedando determinado el diámetro menor <tex>\overline{Y''E''Z''}</tex>. Si hasta ahora se ha hecho lo correcto, bajándose verticales desde <tex>W''</tex>, <tex>X''</tex>, <tex>Y''</tex> y <tex>Z''</tex> se deben encontrar <tex>W'</tex>, <tex>X'</tex>, <tex>Y'</tex> y <tex>Z'</tex>, respectivamente. Esta cuarta elipse debe ser idéntica a la segunda, análogamente a lo sucedido con la tercera y la primera.
  4. Completar el cuerpo: una vez trazadas las cuatro elipses, se completa el contorno aparente del cuerpo con líneas paralelas a <tex>n'</tex> (en icnografía) y <tex>n''</tex> (en ortografía), tangentes a dichas curvas. Los puntos de tangencia en ortografía de estas líneas se fijan por la intersección con las elipses segunda y cuarta de un segmento normal a <tex>n''</tex> pasante por <tex>O''</tex> y <tex>E''</tex>, respectivamente. Dichos puntos son <tex>R''</tex>, <tex>S''</tex>, <tex>T''</tex> y <tex>U''</tex>. Determinemos ahora la visibilidad.
    En ortografía, el contorno aparente lo forma la unión de: el arco <tex>T''W''U''</tex>, las dos paralelas a <tex>n''</tex> tangentes a las elipses segunda y cuarta, y el arco <tex>R''B''S''</tex>. Si el arco <tex>T''X''U''</tex> es visible, debe observarse en icnografía que <tex>X'</tex> se encuentra delante de <tex>n'</tex> (tomando como punto de referencia al <tex>O'_\infty</tex>). Idéntica consideración es válida para el arco <tex>R''A''S''</tex>. Resulta entonces que el primero es visible (y se dibuja por tanto en línea llena) y el segundo no lo es (y se dibuja por lo tanto en línea de trazos).
    En cuanto a la icnografía, el contorno aparente lo forma la unión de: el arco <tex>W'Z'X'</tex>, las dos paralelas a <tex>n'</tex> tangentes a las elipses primera y tercera, y el arco <tex>A'C'B'</tex>. Si el arco <tex>W'Y'X'</tex> es visible, debe observarse en ortografía que <tex>Y'</tex> está arriba de <tex>n''</tex> (tomando como punto de referencia al <tex>O''_\infty</tex>). Idéntica consideración es válida para el arco <tex>A'D'B'</tex>. Resulta entonces que el primero es visible (y se dibuja en línea llena), y el segundo no (dibujándose en línea de trazos). Quedan así completas las dos proyecciones del cuerpo.
  5. Sección con <tex>\mathbf{\beta}</tex>: Siendo <tex>\beta</tex> un plano proyectante sobre <tex>\Pi_1</tex>, la icnografía de su intersección con el cilindro será una línea coincidente con <tex>\beta_1</tex>. Los puntos en ortografía, intersección de ambas superficies, pueden ser fácilmente encontrados levantando verticales desde sus correspondientes en icnografía (todos estos últimos se encontrarán, por supuesto, sobre <tex>\beta_1</tex>). En este caso, la intersección resulta ser un cuadrilátero curvilíneo (el <tex>IJKL</tex>), siendo <tex>I''L''</tex> y <tex>J''K''</tex> arcos elípticos, por ser <tex>\beta_1</tex> no paralelo a <tex>n'</tex>.

Discusión

Si ves algo que te parece incorrecto en la resolución y no te animás a cambiarlo, dejá tu comentario acá.
1) lo contrario de 'se abaten', o de 'se rebaten'
materias/70/03/ejercicio_002_1.txt · Última modificación: 2007/07/14 13:43 por ignis
 
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