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4.4. Joyas cónicas

Diccionario

Majestuosas

Imagen de una plaza rodeada de bloques de piso y con uno excepcional en el centro.

Definición:

Que es capaz de despertar sentimiento de admiración y respeto por su grandeza.

Ejemplo:

Ese edificio es majestuoso.

Rótulo

Imagen con el nombre de la calle “Plaza ermita Don Carlos Soriano”

Definición:

Papel, cartón, plástico, etc., impreso que se utiliza para anunciar o indicar algo y se coloca en lugares visibles.

Ejemplo:

Aquel rótulo nos indica el nombre de la calle.

Retor dice

¿Recuerdas la investigación sobre el balón de fútbol? Seguro que muchas veces has tenido uno cerca y, quizás, no te habías fijado en que estaba formado por diferentes caras con forma de polígono. 

Para diseñar nuestra joya podemos buscar inspiración en objetos de nuestro entorno.

¿Te acuerdas de las pirámides? 

 Imagina una pirámide cuya base sea un círculo. ¿Cómo lo llamarías?

Tu joya podría tener esta forma, llamada cono.

¿Te gustaría aprender un poquito más sobre ellos?

Lectura facilitada

Recuerda que para diseñar tu joya

has buscado la inspiración en los objetos del entorno.

¿Te acuerdas de las pirámides?

Ahora conocerás el cono,

que es una pirámide pero su base es un círculo.

Has visto alguna película donde aparezcan pirámides de Egipto?

Tu joya puede tener forma de cono.

Vamos a aprender sobre los conos.

1. Conos

Cono

Desarrollo 1 del cono



El cono es un caso particular de pirámide cuya base es un círculo.

En las siguientes pestañas veremos más elementos del cono.

Base

Base del cono



La base del cono es el círculo sobre el cual se forma el cuerpo del cono.

En este ejemplo el cono está apoyado sobre su base.

Cara lateral

Cara lateral del cono



La cara lateral es la que forma el resto del cono desde la base hasta el vértice superior.

En ocasiones el cono se coloca al revés para que esta cara guarde alimentos u objetos.

Altura

Altura del cono



La altura del cono es el segmento perpendicular que une vértice y el centro de la base.

La altura se mide en el interior del cono.

Vértice

Vértice del cono

  

En este ejemplo el vértice del cono es el punto superior.

El vértice corresponde con el punto donde se cierra la cara lateral.

Generatriz

Generatriz del cono



Como puedes ver, el cono se genera o crea al girar ese segmento amarillo.

La generatriz del cono es la recta que une el vértice con cualquier punto exterior de la base.

A continuación veremos otra forma de generar el cono.

¿Para qué sirven el área y volumen de los conos?

Objetos con forma de cono

¿Reconoces estos objetos?

Todos son conos.

Para poder fabricar estos envases ha sido necesario calcular su área. De esta manera se obtiene la cantidad de material necesario para el envase.

¿Y qué representa el volumen del objeto? El volumen nos indica qué cantidad de producto vamos a poder guardar. 

Como ves, el área y el volumen de estos cuerpos geométricos tiene aplicación en la vida real, en tu entorno.

Vamos a profundizar en ellos.

Área del cono

Desarrollo del cono

Esta imagen corresponde al desarrollo plano de un cono, es decir, el resultado de abrirlo y dejarlo plano.

Para calcular el área total del cono sumaremos el área de la base y el área de la cara lateral.

Podemos resumir esta operación de la siguiente forma:

ÁREATOTAL = ÁREAbase + ÁREAlateral

En las actividades lo trabajaremos paso a paso.



Volumen del cono

Volumen del cono

El volumen de un cono es la cantidad de espacio que ocupa el cono.

Como puedes ver, se pueden llenar tres conos a partir de un cilindro de la misma base y misma altura.

Para calcular el volumen del cilindro multiplicábamos el área de la base por la altura. Para calcular el volumen del cono, dividimos este resultado entre tres. Podemos resumirlo del siguiente modo:

\[  VOLUMEN = \frac{ÁREA_{base} \cdot ALTURA}{3} \]

En las actividades lo trabajaremos paso a paso.

¿Qué significan estas fórmulas?

Como has podido ver, han aparecido varias fórmulas para calcular el área y el volumen de un prisma.

Para que una fórmula se más sencilla de aplicar, debe usar letras o palabras que representen los objetos implicados.

Por éso, para nombrar:

  • el área de la base aparece Áreabase
  • el área de la cara lateral aparece ÁREAlateral

2. Practicamos las áreas y volúmenes de los conos

Rétor con prisma

En el proceso de diseño de tu joya tendrás que calcular su área y su volumen.

Comienza practicando con las áreas y volúmenes de los conos antes de diseñar una joya más compleja.

Puedes hacerlo de diferentes formas: de forma manipulativa construyendo conos, creándolos con GeoGebra, realizando los cálculos paso a paso, investigando en algunos objetos o, incluso, descubriendo otros nuevos con forma de cono.

Elige las actividades que mejor se ajusten a tí.

Lectura facilitada

Para diseñar tu joya tienes que calcular su área y su volumen.

Vas a practicar con el área y el volumen de un cono.

Ello te ayudará a diseñar tu joya.

Puedes hacerlo de diferentes formas:

-         De forma manipulativa construyendo conos

-         Creándolos con GeoGebra

-         Realizando los cálculos paso a paso

-         Investigando en algunos objetos

-         Descubriendo otros nuevos con forma de conos.

Elige las actividades que mejor se ajusten a tí.

Opción A. Diseña tu joya con forma de cono

Cono

Ha llegado el momento de diseñar tu propia joya usando conos.

Puedes hacerlo usando GeoGebra o a mano.

Después, usa la ficha adjunta para calcular su área y su volumen.

Este vídeo puede ayudarte a manejar GeoGebra

Si quieres hacerlo en GeoGebra pero aún no lo dominas bien, este vídeo puede ayudarte.

Transcripción de los subtítulos

¿Prefieres usar GeoGebra para construir la joya?

Construye en el siguiente applet el cono que se indica.

Pulsa en la vista gráfica que te interese para activar sus herramientas.

Puedes construirlo siguiendo las instrucciones del vídeo o con la herramienta Cono desde su base.

A continuación, usa la ficha adjunta para calcular su área y su volumen.

Puedes comprobar tus cálculos activando el rótulo de los objetos.

Ésta es la ficha para calcular el área y el volumen del cono que hayas construido.

Imagen con el nombre de la calle “Plaza ermita Don Carlos Soriano”

Definición:

Papel, cartón, plástico, etc., impreso que se utiliza para anunciar o indicar algo y se coloca en lugares visibles.

Ejemplo:

Aquel rótulo nos indica el nombre de la calle.

¿No tienes acceso a internet o prefieres hacerlo a mano?

Si no tienes acceso a internet, puedes crear el tuyo propio usando cartulina.

En la siguiente ficha puedes elegir el que más te guste de los que aparecen.

Una vez que lo hayas construido, comprueba sus medidas reales con las que se indican en la ficha.

Si no tienes acceso a internet o prefieres dibujarlo a mano, aquí tienes una plantilla que te puede ayudar:

Portada construye estos conos

Opción B. Completa los cálculos en estos conos

Ha llegado el momento de calcular el área y el volumen de los conos.

Vamos a hacerlo paso a paso.

Necesitaremos aplicar las fórmulas de las áreas.

Vamos a necesitar el número pi, recuerda que su valor aproximado es Π ≈ 3,141592...

Primero vamos a aprender a calcular el área:

Paso 1. Identificar los elementos

Ejercicio cono

  

Al tratarse de un cono, debemos fijarnos en los siguientes elementos:

La base mide 6 cm de radio.

La generatriz mide 10 cm.

La altura mide 8 cm (aunque no la necesitamos para calcular el área).



Paso 2. Reconocer su desarrollo

Desarrollo del cono

  

Éste es el desarrollo plano del cono, es decir, el resultado de abrirlo y dejarlo plano.

Sus caras quedan clasificadas en dos categorías:

  • la base es un círculo
  • la cara lateral es un triángulo con base curva





Paso 3. Área de la base

Base de la pirámide

Vamos a calcular el área de la base.

Aplicamos la fórmula del área del cuadrado: 

ÁREA = Π · radio2

ÁREA = Π · (6 cm)2

ÁREA = 36Π cm2

ÁREA ≈ 113,10 cm2

Paso 3. Área lateral

Cara lateral

Vamos a calcular el área lateral del cono.

Si te fijas, es un triángulo pero con base curva en lugar de recta.

Comenzamos con la fórmula del área de un triángulo:

\[ ÁREA_{lateral} = \frac{base\cdot altura}{2} \]

Vamos a adaptarla a este triángulo curvo:

\[ ÁREA_{lateral} = \frac{(2 \cdot Π \cdot radio) \cdot generatriz}{2} \]

\[ ÁREA_{lateral} = \frac{(2 \cdot Π \cdot 6 cm) \cdot 10 cm}{2} \]

\[ ÁREA_{lateral} = 60Π cm^{2}\]

\[ ÁREA_{lateral} ≈ 188,50 cm^{2}\]

Paso 4. Área total

Cono con dimensiones

Ya hemos calculado el área de las caras, ahora las sumaremos.

ÁREATOTAL= ÁREAbase + 4 · ÁREAlateral 

Por lo que nosotros ahora sustituiremos por lo que hemos obtenido:

ÁREATOTAL = 36Π cm2 + 60Π cm2

ÁREATOTAL= 96Π cm2

ÁREATOTAL ≈ 301,59 cm2



A continuación, vamos a calcular el volumen:

Paso 1. Identificar los elementos

Dimensiones del cono

  

Vamos a agrupar los datos que necesitamos:

  • El área de la base mide 36Π cm2 ≈ 188,50 cm2
  • La altura total del cono mide 8 cm

Para calcular el volumen no vamos a usar la generatriz de 10 cm.

Con esto ya podemos calcular el volumen.



Paso 2. Cálculo del volumen

Ejercicio cono

Como ya tenemos todo del apartado del área ya podemos hacerlo directamente:

\[ VOLUMEN = \frac{ÁREA_{base}\cdot altura}{3}\]

Por lo que nosotros ahora sustituiremos por lo que conocemos:

\[ VOLUMEN = \frac{36Π cm^{2}\cdot 8cm}{3} \]

\[ VOLUMEN = 96Π cm^{3}\]

\[ VOLUMEN ≈ 301,59 cm^3 \]



Dimensiones del cono en ejemplo

¡Ahora es tu turno!

Tienes que calcular tanto el área como el volumen como acabas de aprender:

Vamos a hacerlo paso a paso

Recuerda, el valor aproximado del número pi es Π ≈ 3,141592...

Ten en cuenta que debes redondear el resultado a la centésima.

Identifica la base

Las base tiene forma de de radio   cm.

Calcula el área de una base

El área de una base es de   cm2

Identifica la cara lateral

La cara lateral tiene forma de curvilíneo, por lo que se aplica la misma fórmula que en un triángulo.

Calcula el área de la cara lateral

Siguiendo el mismo orden anterior, vamos a calcular el área de la cara lateral.

El área de la cara lateral es de cm2

Calcula el área total del cono

Este cono está formado por una base y una cara lateral.

Por tanto, sumamos todo para calcular su área total:

ÁREATOTAL = ÁREAbase +  ÁREAlateral

ÁREATOTAL =   cm2 +   cm2 

ÁREATOTAL =  cm2

Calcula el volumen de este cono

Ya solo nos queda sustituir en la fórmula:

\[ VOLUMEN = \frac{ÁREA_{base}\cdot altura}{3}\]

VOLUMEN =   cm3

Habilitar JavaScript

Opción C. Investiga el área y volumen de estos conos

Conos
Objetos cónicos

Vamos a comprobar lo que hemos aprendido con objetos de nuestro entorno.

En la siguiente actividad interactiva aparecerán ejemplos de actividades para practicar el cálculo de áreas y volúmenes de conos.

 
 
 
 
 
 

¿No tienes acceso a internet o prefieres hacerlo a mano?

Si no tienes acceso a internet o prefieres hacerlo a mano, puedes usar la siguiente ficha.

En ella aparecen tantas actividades como las que te saldrían en el juego anterior. Realiza las que necesites hasta que compruebes que lo dominas.

Investiga en los conos

Opción D. Buscando conos en el entorno

Buscando conos

Ha llegado el momento de investigar en el entorno.

Busca objetos que tengan forma de cono para poder estudiarlos.

Mídelos y calcula su área y su volumen.

Analiza si tus medidas y cálculos corresponden con su etiqueta.

Cuando termines, elabora un informe que recoja todo el proceso: 

  • qué objeto has elegido y por qué
  • qué dimensiones tiene
  • cómo has calculado su área y volumen
  • ¿corresponden con las de su etiqueta?

Puedes elaborar el informe en el modo que más cómodo te resulte: en papel, presentación interactiva...

¿Quieres usar una plantilla para el informe?

Esta plantilla te puede servir para elaborar el informe que recoja todo el proceso.

Opción D. Buscando conos en el entorno

¿Tienes dificultades para elaborar un documento?

La siguiente guía puede ayudarte a elaborar tu informe de forma digital.