APLICACIONES DE LA INTEGRAL

Cálculo de volúmenes de revolución - parte 2
 

Método de las arandelas
Objetivo: Analizar los sólidos de revolución de sección hueca y deducir la expresión que permite calcular su volumen.

 

Como vimos en el apartado anterior, un volumen de revolución se genera cuando una sección rota alrededor de un eje. En las siguientes escenas la sección está conformada por dos funciones y un segmento vertical (x = b). Cambia la posición de este segmento con la barra de desplazamiento al lugar que desees, luego genera el sólido utilizando la otra barra llamada "desarrollo". ¿Qué observas? El volumen generado es un sólido de sección hueca.

Esta unidad interactiva requiere la máquina virtual de Java J2RE.
Esta unidad interactiva requiere la máquina virtual de Java J2RE.

 

Esta unidad interactiva requiere la máquina virtual de Java J2RE.  

Ahora observemos el tipo de sección transversal que se forma en este tipo de sólidos de revolución. Para ello, genera el sólido de la escena izquierda con la barra de desplazamiento, luego rota el sólido hasta que el eje x esté en dirección a ti, finalmente activa la sección ¿cómo es esta sección?

¡Una corona circular!

Para terminar, analiza la escena de abajo. Puedes cambiar las funciones f(x) y g(x), es decir, puedes obtener 25 sólidos diferentes ¿Qué concluyes?

Esta unidad interactiva requiere la máquina virtual de Java J2RE.

Similar al método de los discos, el volumen de un sólido de revolución de sección hueca es igual a la suma de n arandelas. A mayor número de arandelas, el sólido se parece más al original. Es decir, cuando n tiende a un número muy grande el volumen de nuestro sólido será cercano a la suma de todas las arandelas conformadas. El volumen de una arandela está dado por la fórmula del prisma: Área de la base por la altura. Como el área de la base es una corona circular cuyos radios son las funciones que delimitan la sección rotada y sí suponemos que f(x) es el radio mayor y g(x) el menor, podemos decir que el volumen es:

Esta unidad interactiva requiere la máquina virtual de Java J2RE. Esta aproximación mejora si n tiende a infinito, lo cual nos regresa a la definición de integral; es decir, Esta unidad interactiva requiere la máquina virtual de Java J2RE. en la que los límites a y b son los extremos sobre el eje x de nuestro sólido de revolución.

Otra forma, que nos llevaría a la misma expresión, es calcular el volumen del sólido sin hueco y restarle el volumen del hueco.

 

 
       
 

Autor: Juan Guillermo Rivera Berrío

 
Ministerio de Educación, Cultura y Deporte. Año 2010
 
 

Licencia de Creative Commons
Los contenidos de este recurso didáctico están bajo una licencia de Creative Commons si no se indica lo contrario.