Tornar a la portadaMatemàtiques · 4t ESO B · Canviar d'assignatura
Començar gratis
ESO 4tB · Matemàtiques
Geometria i Trigonometria · Trigonometria d'angles qualsevol

Aplicacions de la trigonometria

Tota la trigonometria d'angles orientats que has vist té una aplicació molt concreta: la Terra és (gairebé) una esfera, i la seva forma es descriu amb dos angles, la latitud i la longitud. Farem servir el cosinus per calcular com de gran és, en realitat, un paral·lel —una d'aquestes línies horitzontals que veus als mapes— i la distància entre dues ciutats que hi són.

Et convé dominar: Circumferència i cercle (1r d'ESO)
Et convé dominar: Longitud i latitud (3r d'ESO)

El radi d'un paral·lel: per què apareix el cosinus

Un paral·lel és una circumferència formada per tots els punts de la Terra que són a la mateixa latitud (l'angle respecte al pla de l'equador). L'equador, a latitud $0º$, té el mateix radi que la Terra sencera; qualsevol altre paral·lel és més petit, perquè «s'estreny» en acostar-se als pols.

Esquema de l'esfera terrestre que mostra el triangle rectangle format pel radi terrestre R, el radi del paral·lel r i l'angle de latitud alfa. latitud α R (radi terrestre) r (radi del paral·lel) N equador

Fixa't en el triangle rectangle que formen el centre de la Terra, el centre del paral·lel i un punt del paral·lel: la hipotenusa és $R$ (el radi terrestre), i el catet adjacent a l'angle de latitud $\alpha$ és, precisament, $r$ (el radi del paral·lel).

Practica★★☆Sense començar
Per a un projecte escolar, necessites calcular quant mesura de llarg el paral·lel de latitud $40^\circ$ N. Sabent que el radi terrestre és de $R \approx 6\,371$ km,…

Per a un projecte escolar, necessites calcular quant mesura de llarg el paral·lel de latitud $40^\circ$ N. Sabent que el radi terrestre és de $R \approx 6\,371$ km, calcula:

  1. a) El radi del cercle que forma aquest paral·lel (utilitza l'expressió $r = R \cdot \cos(\text{latitud})$ i justifica-la a partir del triangle rectangle de la figura).
  2. b) La longitud total (perímetre) d'aquest paral·lel.
R r 40° N S Equador Paral·lel 40°
Resoldre

La longitud d'un paral·lel

Un cop conegut el radi $r$ d'un paral·lel, calcular-ne la longitud (el perímetre) és la mateixa fórmula de sempre per a una circumferència: $2\pi r$. La diferència amb l'equador és que aquí el radi ja no és $R$, sinó el $r$ reduït pel cosinus de la latitud.

Detall del triangle rectangle format pel centre de la Terra, el centre del paral·lel i un punt de la superfície, que mostra la relació trigonomètrica del radi del paral·lel mitjançant el cosinus de la latitud. r longitud del paral·lel = 2π · r

Distància entre dos punts del mateix paral·lel

Si dues ciutats són al mateix paral·lel però a diferent longitud (l'angle est-oest), la distància entre elles seguint el paral·lel és un arc d'aquesta circumferència més petita, no del globus sencer. Cal primer el radi del paral·lel, i després la fórmula habitual de longitud d'arc amb l'angle que les separa.

Circumferència d'un paral·lel amb dos punts A i B i l'arc que els uneix, calculat com el producte del radi del paral·lel per la diferència de longitud en radians. A B arc AB = r · (Δlongitud en radians)
Practica★★★Sense començar
Dues ciutats, A i B, es troben en el mateix paral·lel a una latitud de $45^\circ \text{ N}$. La ciutat A té una longitud de $20^\circ \text{ E}$ i la ciutat B una…

Dues ciutats, A i B, es troben en el mateix paral·lel a una latitud de $45^\circ \text{ N}$. La ciutat A té una longitud de $20^\circ \text{ E}$ i la ciutat B una longitud de $70^\circ \text{ E}$.

Sabent que el radi de la Terra és d'aproximadament $6371 \text{ km}$:

  1. Calcula el radi del paral·lel $45^\circ \text{ N}$ (Recorda que el radi d'un paral·lel a una latitud $\alpha$ es calcula com a $r = R \cdot \cos \alpha$; per a $45^\circ$ utilitza el valor exacte $\cos 45^\circ = \frac{\sqrt{2}}{2}$).

  2. Determina la distància en quilòmetres que separa totes dues ciutats seguint l'arc del paral·lel.

45° R = 6371 km r 50° A (20° E) B (70° E) Paral·lel 45° N Equador
Resoldre

Resum

Veure tots els exercicis d'aquest apartat