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jueves, 19 de mayo de 2016

Ángulo entre planos que se cortan_Ejercicio y debate (parte 02)

<<Ejercicio como debate sobre el uso de la línea de tierra: necesaria o prescindible>>


Hola a todos los curiosos del dibujo en general y del dibujo técnico en particular!!

Como os anuncié en el post anterior, en éste continuaremos tanto con el ejercicio de ángulo entre planos que se cortan como con el debate sobre la línea de tierra. Para refrescaros la memoria, os enlazo el post anterior por si queréis visitarlo antes.


Pues bien, a continuación vamos a realizar mismo ejercicio pero teniendo la línea de tierra.


- CON línea de tierra.

Para comenzar, en el enunciado ya comprobamos las primeras diferencias. Los planos que se cortan vienen representados por sus trazas, a diferencia del ejercicio anterior en el que se representaban por 4 puntos de los planos.
Enunciado del ejercicio.

En primer lugar, vamos a situar un punto cualquiera P en el espacio, fuera de ambos planos, por donde van a pasar las rectas perpendiculares a cada plano.

En el diédrico, cuando trabajamos CON línea de tierra, podemos realizar directamente las rectas perpendiculares. Es decir, la perpendicularidad se visualiza en diédrico entre RECTA y PLANO, a diferencia del paralelismo que sólo se ve entre cosas iguales (plano-plano y recta-recta). Por tanto, podemos construir por en punto P tanto una perpendicular a α (s) como una perpendicular a β (r).
Recta r perpendicular a β.

Recta s perpendicular a α.


En este momento ya tenemos otro ejercicio. Como pasaba en el ejercicio realizado SIN línea de tierra, ahora nos tenemos que centrar en el ángulo que forman las rectas r y s, las cuales se cortan en el punto P. Para ver el ángulo en VERDADERA MAGNITUD, también necesitamos hacer un ABATIMIENTO. En este caso, en lugar de apoyarnos en una recta horizontal, vamos a construir un plano que contenga a ambas rectas r y s. Por esto, obtenemos las trazas de ambas rectas (Vr, Hr, Vs y Hs).
Plano γ (contiene a r y s)

En nuestro caso, la traza Vr no es visible en el “papel” que nos ocupa el ejercicio. No importa, ya que al unir Hr y Hs obtenemos el punto donde la traza horizontal γ1 corta con la LT. Desde ese punto, y pasando también por Vs, obtendremos la traza vertical γ2.
Así, podemos realizar el abatimiento de ambas rectas.

Nuestro “eje de abatimiento” va a ser γ1. Con este dato podemos decir que los puntos del eje, es decir, Hr y Hs (trazas horizontales de las rectas) ya están abatidas ya que serían puntos dobles del abatimiento.

El siguiente punto que vamos a abatir el Vr. Este punto pertenece a γ2, por lo que es el abatimiento más sencillo de realizar. En primer lugar, realizamos un “giro” con centro en el corte de las trazas del plano con la LT y radio hasta Vs. Este arco debe encontrarse con una recta perpendicular al “eje de abatimiento” que pase por la proyección horizontal de Vs. Así, obtendremos V0.

Por tanto, la recta s ya estaría abatida gracias a sus dos trazas Vs y Hs, así que podemos unir. A su vez, ya que el punto P pertenece a ambas rectas, y por tanto a la recta s, realizando una recta perpendicular al “eje de abatimiento” por la traza horizontal P1 (igual que hemos hecho abatiendo Vs), donde corte con s0 tendríamos el punto P abatido (P0).

Por tanto, ya tenemos también dos puntos abatidos de la recta r, Hr y el punto P. por lo que ya tenemos ambas rectas abatidas a partir del plano γ.

Para concluir el ejercicio, solo nos queda señalar el ángulo entre las rectas. Igual que en el caso anterior, he señalado el que es menor de 90° (δ), pero la elección es a gusto o según lo que pida el enunciado.

Me gustaría que intentaseis ejecutar el ejercicio propuesto de ambas formas para que dieseis vuestro punto de vista respecto al debate sobre la Línea de tierra.
Os incrusto también en este caso el protocolo de construcción de este ejercicio realizado en Geogebra para que podáis tener los pasos más detenidamente.




Desde mi punto de vista, generalmente en el colegio siempre se trabaja con LT porque es lo que siempre se ha hecho. Aun así, es importante conocer ambas ejecuciones.
Cuando trabajamos SIN línea de tierra, creo que analizamos de forma más profunda el por qué de cada trazado, por ejemplo, en la construcción de las rectas perpendiculares a los planos. A diferencia de cómo dibujarlas CON línea de tierra, algo que es directo, SIN línea de tierra debemos conocer los elementos que conforman los planos para extraer la información que nos interesa y poder realizar el ejercicio.

Por tanto, creo que ambas opciones son válidas y necesarias de conocer, pero a la hora de estudiar los elementos del diédrico creo que es más completa la forma de analizar el ejercicio SIN línea de tierra. ¿Pensáis lo mismo? Espero vuestros comentarios.

Espero que os haya gustado este paseo por un mismo ejercicio visto desde dos perspectivas diferentes.

Un saludo, y no dejéis de dibujar!!

Ángulo entre planos que se cortan_Ejercicio y debate (parte 01)

<<Ejercicio como debate sobre el uso de la línea de tierra: necesaria o prescindible>>


Hola a todos los curiosos del dibujo en general y del dibujo técnico en particular!!

Ahora mismo estamos inmersos en las entregas finales del Máster en Formación del Profesorado, junto con Memorias de las Prácticas y el temido TFM! Pero uno de los trabajos finales de la asignatura “Dibujo asistido por ordenador” me ha dado la idea para la siguiente entrada del blog. Espero que os parezca interesante!!

En primer lugar, os voy a contar un poco el contexto en el que se encuentra el ejercicio propuesto. En esta asignatura nos propusieron construir una pieza en 3D con un programa informático (en mi caso Rhinoceros), a partir de la cual pudiésemos obtener diferentes ejercicios geométricos, entre los que se encuentra un ejercicio del SISTEMA DIÉDRICO.

Como comprobareis en la imagen que viene a continuación, el ejercicio propuesto a través de la pieza es el siguiente:
"Ángulo entre dos planos que se cortan"

Para resolver este ejercicio, si observáis el esquema en la parte superior, será necesario obtener dos rectas perpendiculares a ambos planos que se corten en un punto cualquiera P. Por igualdad de ángulos, el ángulo que forman las rectas será el mismo que formen los planos. Observamos que hay dos posibles ángulos entre planos, uno menor de 90° y otro mayor de 90°. Según el ángulo que obtengamos entre las rectas se referirá a uno u a otro.

Al querer realizar este ejercicio, me surgió el debate de si hacerlo CON o SIN línea de tierra. Para analizar si debe ser necesaria para realizar ejercicios en diédrico, o si es prescindible, voy a resolverlo de ambas formas. Así, analizaré de qué manera es más intuitivo o más fácil.

- SIN línea de tierra.
En primer lugar, centrándome en el método genérico, realizaré el ejercicio sin línea de tierra. Como comentaba anteriormente, para resolver este ejercicio necesitamos de cada plano una recta perpendicular que pase por un punto cualquiera M.
Enunciado del ejercicio
Al no tener línea de tierra, necesitamos situar tanto una recta horizontal como una frontal de cada plano, con las cuales podremos encontrar esas rectas perpendiculares que estamos buscando.
Como vemos en la imagen superior, hemos obtenido los siguientes elementos:
- Del plano ABCD: la recta horizontal h1 (roja) y la recta frontal f1 (azul).
- Del plano CDEF: la recta horizontal h2 (roja) y la recta frontal f2 (azul).

A partir de estas rectas construiremos las que son perpendiculares. Para ello, debemos situar un punto cualquiera (M) del espacio, por donde van a pasar ambas perpendiculares.
Para construir las perpendiculares, gracias tanto a la recta horizontal como a la frontal de cada plano, tenemos las direcciones de éste. Por ello, la recta perpendicular al plano será la que tenga sus proyecciones perpendiculares tanto a la proyección vertical de la recta horizontal (h1 y h2) como a la proyección horizontal de la recta frontal (f1’ y f2’).
Así, obtenemos t1 (verde) del plano ABCD y t2 (verde) del plano CDEF. Ahora nos tenemos que “olvidar” de lo anterior y centrarnos únicamente en estas rectas, ya que lo que necesitamos averiguar es el ángulo que hay entre ellas.

Para poder ver el ángulo en VERDADERA MAGNITUD, tenemos que hacer un ABATIMIENTO, el cual realizaremos apoyándonos en una recta horizontal h3 (azul oscura) que corte a ambas rectas t1 y t2.
Gracias a la recta h3, que actuará de “eje de abatimiento”, podemos realizar el abatimiento del punto M. Para ello, debemos tomar la “cota” de M desde la recta h3 y colocarla desde la proyección horizontal de M en paralelo a la proyección horizontal de h3.
Al colocar la cota en la proyección horizontal, obtenemos el radio de abatimiento de ese punto. Por lo que, con la circunferencia de radio Mh3 y centro M y una perpendicular desde M al “eje de abatimiento” (h3), obtendremos M0.
A su vez, si os fijáis en la imagen superior, hay dos puntos donde cortan las rectas t1 y t2 con el “eje de abatimiento” (h3), señalados por un punto negro. Esos puntos, al estar en el eje, son puntos dobles, es decir, el punto y su abatido corresponden. Por tanto, si unimos cada uno de esos puntos con el punto M0 obtendremos las rectas t1 y t2 abatidas.
En mi caso, el ángulo que he seleccionado como ángulo entre rectas y, por tanto, ángulo entre los planos ABCD y CDEF es el menor de 90°.
Os inserto el en lace al archivo de Geogebra donde podéis ver el protocolo de construcción del ejercicio. No he podido incrustarlo en el blog como de costumbre porque es un archivo muy largo.

Ángulo entre planos que se cortan_Geogebra


En la siguiente entrada del blog explicaremos cómo desarrollar este ejercicio CON línea de tierra, y así poder analizar las diferencias entre una ejecución y otra.

Un saludo, y no dejéis de dibujar!!

sábado, 31 de octubre de 2015

El Arco Capaz_Teoría

<<Libro de Geometría para el Máster en Formación del Profesorado>>

Hola a todos los curiosos del dibujo en general y del dibujo técnico en particular!! Os traigo una nueva entrada en la que vamos a hablar sobre el ARCO CAPAZ. Estamos realizando un Libro de Geometría y es la parte que me ha tocado analizar, y quería compartirla con vosotros y que me diéseis vuestras opiniones para poder mejorar. Así que, ahí vamos!



Definición de Arco Capaz

El arco capaz es el Lugar Geométrico de los puntos del plano desde los cuales se ven los extremos de un segmento desde un mismo ángulo. El lugar geométrico de todos los puntos, desde los cuales se ve el segmento AB, bajo un mismo ángulo.


El más utilizado es el arco capaz con ángulo λ = 90º. Este caso se corresponde con el 2º Teorema de Thales, de tal modo que el arco capaz es la circunferencia cuyo diámetro es el segmento AB.



Trazado del Arco Capaz
Si pensamos en cómo construir un arco capaz, tenemos que tener claros varios conceptos: mediatriz, tangente y ángulos; ya que con los conceptos sobre los que se construye el arco capaz. Si tenéis dudas sobre alguno de estos términos os recomiendo que echéis la vista atrás al libro y repaséis.
Partimos de un segmento dado AB en el que construiremos nuestro arco capaz. Precisamente, como lo que vamos a hacer es un arco, es decir, una circunferencia que pase por esos dos puntos, será necesario hacer su mediatriz.


A continuación, elegiremos aleatoriamente un centro de circunferencia (Cc) que se encuentre en la mediatriz, y dibujaremos su circunferencia. Con ello, desde el punto A del segmento, tendremos que hallar la recta tangente a la circunferencia que hemos obtenido anteriormente, la cual nos dará el ángulo que se formará en el arco capaz.


((Pensamiento))
¿Por qué no hemos elegido antes el ángulo? Es una pregunta razonable que yo misma me hice, pero quiero que entendáis primeramente la idea global, en la que sea cual sea el ángulo el proceso será el mismo.


Por tanto, si volvemos al último paso que habíamos realizado, vemos que el ángulo alfa se forma tanto entre el segmento y la tangente, como en el arco capaz. También observamos que el ángulo formado bajo el centro de la circunferencia será el doble de alfa, el del arco capaz.

Podemos ver también en la parte de la circunferencia que queda en la parte inferior del segmento, que el ángulo que se forma no es el mismo que en la parte superior. Esto se debe a que ese ángulo resultante es el suplementario del ángulo alfa. Por tanto, en la parte inferior podremos obtener ángulos mayores de 90 grados.


Para que entendáis más en profundidad todo este procedimiento os dejamos un archivo de Geogebra con el que podéis mover tanto el centro de la circunferencia (Cc) como los puntos elegidos en ella (P y Q). ¿Qué observáis? ¿Se mantienen todas las igualdades que hemos explicado anteriormente?





Soluciones simétricas

Existen dos soluciones simétricas. Para encontrar la segunda, dibuja sencillamente un arco con centro en M y radio M-O que cortará a la mediatriz m en el punto O’.
Fotografía obtenida de 10endibujo.com

Arco capaz de los ángulos más comunes

Fotografía obtenida de 10endibujo.com
El arco capaz de los ángulos más comunes para un mismo segmento: 30º, 45º, 60º, 75º y 90º. Date cuenta de que el radio de los arcos es menor cuanto mayor es el ángulo del Arco Capaz.



Aplicaciones del arco capaz
Conocer las propiedades del arco capaz es muy útil en dibujo para resolver problemas geométricos relacionados con ángulos de triángulos.
Es muy típico el ejercicio de triángulos en el que se nos da el valor del ángulo del vértice opuesto a uno de los lados, o bien, podemos deducir del enunciado uno de los valores angulares de forma que necesitemos aplicar el concepto de ARCO CAPAZ.

Os recomiendo que visitéis el enlace de Mongge para comprobar la ejecución de un ejercicio sobre triángulos

También podemos encontrar el uso del arco capaz en ejercicios de construcción de paralelogramos.

Ejemplo: Dibujar un paralelogramo del que se conoce el lado AB=50 mm, el ángulo de las diagonales, correspondiente a ese lado, de 130º, y el punto P, proyección del centro O sobre AB, siendo AP=35 mm.

Ejercicio propuesto
Como se suele decir, no sirve de nada memorizar procesos si nos los entendemos, pero sobre todo si nos lo ponemos en práctica! Por eso, os propongo un ejercicio donde veréis el uso del arco capaz en ejercicios básicos de niveles de bachiller. Los que no hayáis llegado a este nivel, no os preocupéis, os invito a conocer un concepto nuevo: la afinidad. 

Enunciado: Dados dos punto A y B de un triángulo, y O baricentro de éste, construir su triángulo afín sabiendo que el ángulo de C’ forma 90º (triángulo afín rectángulo).

Datos: eje de afinidad, dirección de afinidad, punto A, punto B, punto O (baricentro).


Os dejaré tiempo para que penséis en qué momento del ejercicio utilizaríais el arco capaz, y dentro de unos días compartiré la solución del ejercicio con vosotros.




Espero que os haya gustado esta entrada con la explicación teórica sobre el arco capaz. Si os surgen dudas de algún tipo no dudéis en dejar comentarios en el blog. 

Un saludo, y no dejéis de dibujar!!

domingo, 18 de octubre de 2015

Practicando con Geogebra_Tangencias

<Circunferencia tangente a dos rectas por T>


Hola a todos los curiosos del dibujo en general y del dibujo técnico en particular! 
Vuelvo con otra prácticas con Geogebra calentita, recién salida del ordenador.


En este caso os voy a mostrar un ejercicio donde he utilizado la posibilidad de variación de esta herramienta con la que podáis ver todas las posibles soluciones que este tipo de ejercicio tiene.

Enunciado: Dibujar una circunferencia tangente a dos rectas, dado un punto de tangencia en una de ellas (T).
Como primer punto importante, recordar que tenemos que encontrar una circunferencia que sea tangente a dos circunferencias a la vez, por lo que sabemos que su centro se encontrará en la BISECTRIZ del ángulo entre ambas. Os podéis preguntar el por qué: necesitamos un lugar geométrico en el que los puntos equidisten de ambas rectas con el mismo valor. 
Por otro lado, dado un punto de tangencia (T) de una de las rectas, recordamos que el radio de la circunferencia resultado será PERPENDICULAR a la recta con la cual forma la tangencia.
Con estos dos recordatorios (que en otras entradas explicaremos más detenidamente) ponemos proceder a ver las posibles soluciones del ejercicio.


En este cuadro de Geogebra tenéis dos parámetros que podéis modificar con "cierta libertad": uno es el ángulo entre las rectas, y otro es el punto de tangencia dado por el enunciado (T).


Espero que os sirva para investigar y practicar ciertos términos que se trabajan aquí (bisectriz, perpendicularidad, tangencia...). Más adelante analizaré más detenidamente todos estos términos por si han surgido dudas en este procedimiento. 
No dudéis en dejarme sugerencias o dudas que tengáis sobre esta y otras entradas, y no dudaré en proporcionares soluciones a ellas.

Un saludo, y no dejéis de dibujar!!