Volver a la portadaMatemáticas · 8.° básico · Cambiar asignatura
Empezar gratis
8° básico · Matemáticas
Cuerpos geométricos · Cuerpos

Cuerpos de revolución

Te conviene dominar: Circunferencia y círculo (7.° básico)

En muchos patios de Chiloé hay un estanque de agua cilíndrico. Los conos naranjos marcan las obras en la Alameda y una pelota de fútbol es una esfera. ¿Qué tienen en común? Los tres se forman al girar una figura plana alrededor de un eje. Por eso se llaman cuerpos de revolución. En esta página aprenderás a generarlos, desplegarlos y calcular cuánto material y cuánta agua necesitan.

Cómo se generan

Pega un rectángulo de cartulina a un lápiz por uno de sus lados y hazlo girar muy rápido: verás aparecer un cilindro. Mueve el deslizador para ver cómo la figura plana, al girar, va barriendo el espacio.

Figura que gira Eje de giro Cuerpo que se forma
Rectángulo uno de sus lados Cilindro
Triángulo rectángulo uno de sus catetos Cono
Semicírculo su diámetro Esfera
Practica★☆☆Sin empezar
Imagina que pegas las siguientes figuras planas a un palillo y las haces girar rápidamente sobre él. Identifica qué cuerpo de revolución se genera en cada caso: a) Un…

Imagina que pegas las siguientes figuras planas a un palillo y las haces girar rápidamente sobre él. Identifica qué cuerpo de revolución se genera en cada caso:

  1. a) Un rectángulo que gira sobre uno de sus lados.
  2. b) Un triángulo rectángulo que gira sobre uno de sus catetos.
  3. c) Un semicírculo que gira sobre su diámetro.
a) b) c)
Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Dibuja en tu cuaderno el cuerpo de revolución que se genera al hacer girar la siguiente figura plana alrededor del eje indicado. ¿Qué nombre recibe el cuerpo obtenido?…

Dibuja en tu cuaderno el cuerpo de revolución que se genera al hacer girar la siguiente figura plana alrededor del eje indicado. ¿Qué nombre recibe el cuerpo obtenido? Describe sus elementos principales (bases, altura y generatriz).

Eje de giro r = 4 cm h = 7 cm

Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

Resolver

Elementos del cilindro y del cono

  • Radio ($r$): el radio de la base circular.

  • Altura ($h$): la distancia perpendicular entre las bases (o del vértice a la base en el cono).

  • Generatriz ($g$): el segmento que, al girar, dibuja la superficie lateral. En el cilindro $g = h$. En el cono es el lado inclinado.

En el cono, la altura, el radio y la generatriz forman un triángulo rectángulo, porque la altura es perpendicular a la base. La generatriz es la hipotenusa:

Practica★☆☆Sin empezar
En el siguiente dibujo de un cono, identifica el nombre de los elementos señalados con las letras $r$, $h$ y $g$. Explica brevemente qué representa cada uno de ellos.

En el siguiente dibujo de un cono, identifica el nombre de los elementos señalados con las letras $r$, $h$ y $g$. Explica brevemente qué representa cada uno de ellos.

g h r
Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Para fabricar un gorro de fiesta con forma de cono, necesitamos conocer su generatriz ($g$). Si el gorro tiene una altura de $8$ cm y un radio en la base de $6$ cm,…

Para fabricar un gorro de fiesta con forma de cono, necesitamos conocer su generatriz ($g$). Si el gorro tiene una altura de $8$ cm y un radio en la base de $6$ cm, utiliza el teorema de Pitágoras para calcular cuánto debe medir la generatriz.

8 cm 6 cm g = ?
Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Para una fiesta de disfraces, Lucía está fabricando sombreros en forma de cono. Si cada sombrero tiene una generatriz de $25\text{ cm}$ y el diámetro de la base es de…

Para una fiesta de disfraces, Lucía está fabricando sombreros en forma de cono. Si cada sombrero tiene una generatriz de $25\text{ cm}$ y el diámetro de la base es de $14\text{ cm}$, ¿qué altura tendrá el sombrero? Utiliza el teorema de Pitágoras para hallarla.

g = 25 cm h r = 7 d = 14 cm
Resolver

El cilindro: desarrollo y área

Si cortas una lata por una línea vertical y la desenrollas, obtienes su red: dos círculos (las bases) y un rectángulo (la superficie lateral).

Red de un cilindro: un rectángulo central de base 2πr y altura h, junto a dos círculos de radio r. 2πrh rectángulo base = 2πr, altura = h + 2 círculos de radio r

La base del rectángulo mide lo mismo que la circunferencia de la base, porque el rectángulo se enrolla alrededor de ella. De ahí salen las fórmulas:

Practica★☆☆Sin empezar
Una lata de refresco cilíndrica tiene una altura de $12$ cm y el radio de su base mide $3$ cm. Dibuja de forma esquemática su desarrollo plano (las figuras que…

Una lata de refresco cilíndrica tiene una altura de $12$ cm y el radio de su base mide $3$ cm. Dibuja de forma esquemática su desarrollo plano (las figuras que obtendrías si cortaras la lata y la extendieras sobre una mesa) e indica las medidas conocidas en el dibujo.

Puedes hacerlo en papel y enviar una foto con tu respuesta.

Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Identifica cuál de estos desarrollos planos no podría formar nunca un cilindro y explica por qué.

Identifica cuál de estos desarrollos planos no podría formar nunca un cilindro y explica por qué.

r r A r₁ r₂ B
Resolver
Practica★☆☆Sin empezar
Un bote de pelotas de tenis tiene forma de cilindro. La base tiene un diámetro de $7$ cm y la altura del bote es de $22$ cm. Calcula el área de la superficie lateral del…

Un bote de pelotas de tenis tiene forma de cilindro. La base tiene un diámetro de $7$ cm y la altura del bote es de $22$ cm. Calcula el área de la superficie lateral del bote (sin contar las tapas).

Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Una marca de refrescos quiere diseñar una nueva lata cilíndrica. El radio de la base debe ser de $3,5\text{ cm}$ y la altura de la lata de $12\text{ cm}$. Calcula la…

Una marca de refrescos quiere diseñar una nueva lata cilíndrica. El radio de la base debe ser de $3,5\text{ cm}$ y la altura de la lata de $12\text{ cm}$. Calcula la cantidad de metal (superficie total) necesaria para fabricar una de estas latas. Redondea el resultado a dos decimales.

r = 3,5 cm h = 12 cm
Resolver

El cono: desarrollo y área

El desarrollo del cono es un sector circular (un trozo de pizza) de radio la generatriz $g$, más el círculo de la base.

Red de un cono: un sector circular de radio g y un círculo de base de radio r. g sector circular radio = g + círculo de radio r

El arco del sector se enrolla alrededor de la base, así que su longitud es $2\pi r$. El sector es como un "triángulo" de base $2\pi r$ y altura $g$, y por eso su área es $\frac{2\pi r \cdot g}{2} = \pi r g$.

Practica★★☆Sin empezar
Un cono de señalización de tráfico tiene una altura de $60\text{ cm}$ y un radio de la base de $15\text{ cm}$. Calcula su área lateral (la superficie que habría que…

Un cono de señalización de tráfico tiene una altura de $60\text{ cm}$ y un radio de la base de $15\text{ cm}$. Calcula su área lateral (la superficie que habría que pintar de color naranja). Para ello, primero deberás hallar la generatriz del cono usando el teorema de Pitágoras.

60 cm 15 cm g = ?
Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Disponemos de un trozo de cartulina con forma de sector circular como el de la imagen. Al unir los bordes rectos, formamos la superficie lateral de un cono. Calcula el…

Disponemos de un trozo de cartulina con forma de sector circular como el de la imagen. Al unir los bordes rectos, formamos la superficie lateral de un cono. Calcula el área total de dicho cono sabiendo que el radio del sector (que será la generatriz) es de $10\text{ cm}$ y que la longitud del arco es de $18,84\text{ cm}$.

18,84 cm 10 cm L = 18,84 cm g = 10 cm r h
Resolver

La esfera

La esfera no tiene red. Para calcular su superficie usamos una fórmula directa.

Una semiesfera es la mitad de una esfera. Su superficie curva mide la mitad: $2\pi r^2$. Si además cuentas su base circular, suma $\pi r^2$.

Volumen de los cuerpos de revolución

Recuerda las equivalencias: $1\ \text{m}^3 = 1.000$ litros y $1\ \text{cm}^3 = 1$ mL.

Practica★☆☆Sin empezar
Calcula el volumen de una bola de bolos (que es una esfera perfecta) sabiendo que su radio mide $11$ cm. Utiliza la fórmula $V = \frac{4}{3} \cdot \pi \cdot r^3$ y toma…

Calcula el volumen de una bola de bolos (que es una esfera perfecta) sabiendo que su radio mide $11$ cm. Utiliza la fórmula $V = \frac{4}{3} \cdot \pi \cdot r^3$ y toma como valor de $\pi \approx 3,14$.

r = 11 cm
Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Calcula el volumen de una bola de helado perfectamente esférica que tiene un radio de $3\text{ cm}$. Si el helado se derrite dentro de un recipiente cilíndrico de la…

Calcula el volumen de una bola de helado perfectamente esférica que tiene un radio de $3\text{ cm}$. Si el helado se derrite dentro de un recipiente cilíndrico de la misma base y la misma altura que la esfera, ¿qué altura alcanzará el helado líquido? (Supón que el volumen no varía al derretirse).

r = 3 r = 3 H = 6 h = ?
Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Un depósito de agua tiene forma de cilindro con un radio de $2\text{ metros}$ y una altura de $5\text{ metros}$. Si el depósito está lleno hasta las tres cuartas partes…

Un depósito de agua tiene forma de cilindro con un radio de $2\text{ metros}$ y una altura de $5\text{ metros}$. Si el depósito está lleno hasta las tres cuartas partes de su capacidad, ¿cuántos litros de agua contiene? (Recuerda que $1\text{ m}^3 = 1000\text{ litros}$).

r = 2 m h = 5 m 3/4 h
Resolver

Secciones: qué sale al cortar

Una sección es la figura plana que aparece al cortar un cuerpo con un plano.

Cuerpo Corte horizontal (paralelo a la base) Corte vertical por el eje
Cilindro Círculo Rectángulo
Cono Círculo (más pequeño al subir) Triángulo isósceles
Esfera Círculo Círculo (si pasa por el centro)

En la esfera, si el plano está a una distancia $d$ del centro, el radio del círculo de corte sale de un triángulo rectángulo:

Esfera de radio R cortada por un plano a distancia d del centro; el radio del círculo de corte forma un triángulo rectángulo con d y R. d rc R
Practica★☆☆Sin empezar
Tienes un cilindro y un cono rectos. En la figura aparece, con línea discontinua naranja, un corte horizontal (paralelo a la base) y, con línea discontinua roja, un…

Tienes un cilindro y un cono rectos. En la figura aparece, con línea discontinua naranja, un corte horizontal (paralelo a la base) y, con línea discontinua roja, un corte vertical que pasa por el centro de las bases (el eje del cuerpo).

Un cilindro y un cono con un corte horizontal marcado en naranja y un corte vertical por el eje marcado en rojoCilindroConoNaranja: corte horizontalRojo: corte vertical por el eje
  1. a) Si realizamos el corte horizontal (paralelo a la base) a un cilindro y a un cono, ¿qué figura geométrica plana obtendremos en la sección del corte en cada uno?
  1. b) ¿Obtendremos la misma figura en cada cuerpo si el corte es vertical y pasa por el centro de las bases? Indica qué figura sale en el cilindro y cuál en el cono.
Resolver
Practica★★☆Sin empezar
Se corta una naranja esférica de $10\text{ cm}$ de diámetro por un plano que pasa a una distancia de $3\text{ cm}$ del centro. Al separar los dos trozos, la sección del…

Se corta una naranja esférica de $10\text{ cm}$ de diámetro por un plano que pasa a una distancia de $3\text{ cm}$ del centro. Al separar los dos trozos, la sección del corte es un círculo. Calcula el radio de ese círculo de corte aplicando el teorema de Pitágoras en el triángulo sombreado.

3 x R = 5 Diámetro = 10
Resolver
Practica★★★Sin empezar
Se corta una esfera de radio $13 \text{ cm}$ mediante un plano horizontal que pasa a una distancia de $5 \text{ cm}$ del centro. Este corte genera un círculo (sección).…

Se corta una esfera de radio $13 \text{ cm}$ mediante un plano horizontal que pasa a una distancia de $5 \text{ cm}$ del centro. Este corte genera un círculo (sección). Calcula el área de ese círculo de corte y el área del casquete esférico superior resultante, sabiendo que la superficie de un casquete esférico se calcula como $S = 2 \cdot \pi \cdot R \cdot h$, donde $h$ es la altura del casquete.

h 5 R=13 r
Resolver
Practica★★★Sin empezar
Un helado de cucurucho tiene forma de cono de $15 \text{ cm}$ de altura y $3 \text{ cm}$ de radio en la abertura superior. Se coloca una bola de helado que es una esfera…

Un helado de cucurucho tiene forma de cono de $15 \text{ cm}$ de altura y $3 \text{ cm}$ de radio en la abertura superior. Se coloca una bola de helado que es una esfera perfecta de $3,5 \text{ cm}$ de radio. Debido al tamaño, parte de la bola queda fuera del cucurucho y parte queda dentro. Si la bola se apoya justo en el borde circular del cono, ¿qué distancia hay desde el punto más bajo de la bola de helado hasta el vértice inferior del cucurucho? (Utiliza el teorema de Pitágoras).

3 3,5 x 15 d = ?
Resolver

Tronco de cono

Si cortas un cono con un plano paralelo a la base y quitas la punta, queda un tronco de cono, como un depósito de agua o un vaso. Tiene dos bases, de radios $R$ (mayor) y $r$ (menor).

Tres ideas bastan:

  • Generatriz del tronco: forma un triángulo rectángulo con la altura $h$ y la diferencia de radios: $g^2 = h^2 + (R - r)^2$.

  • Volumen: el del cono grande menos el del cono pequeño que quitaste. Para hallar las medidas del cono pequeño, usa que los triángulos del cono completo y del cono quitado son semejantes: tienen la misma forma, así que sus lados son proporcionales.

  • Área lateral: $A_L = \pi (R + r)\, g$. Sale de restar la superficie lateral del cono quitado a la del cono grande.

Practica★★★Sin empezar
Un depósito de agua tiene forma de tronco de cono invertido. El radio de la base superior (abierta) es de $4 \text{ metros}$ y el de la base inferior (fondo) es de…

Un depósito de agua tiene forma de tronco de cono invertido. El radio de la base superior (abierta) es de $4 \text{ metros}$ y el de la base inferior (fondo) es de $2 \text{ metros}$. La altura total del depósito es de $6 \text{ metros}$. Si el depósito se llena hasta la mitad de su altura ($3 \text{ metros}$), utiliza la semejanza de triángulos para hallar el radio de la superficie del agua en ese momento y calcula el volumen de agua acumulado.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Una empresa de perfumes está diseñando un nuevo frasco de cristal. El frasco tiene una base cilíndrica de $3 \text{ cm}$ de radio y $6 \text{ cm}$ de altura. Sobre esta…

Una empresa de perfumes está diseñando un nuevo frasco de cristal. El frasco tiene una base cilíndrica de $3 \text{ cm}$ de radio y $6 \text{ cm}$ de altura. Sobre esta base, se apoya un tronco de cono cuya base superior tiene $1 \text{ cm}$ de radio y su generatriz mide $5 \text{ cm}$. Sabiendo que el tapón es una semiesfera perfecta que encaja exactamente en la abertura superior de $1 \text{ cm}$ de radio, calcula la superficie total exterior del frasco (sin contar la base de apoyo).

Diagrama del frasco de perfume: cilindro, tronco de cono y tapón semiesférico h = 6 cm (altura) g = 5 cm (generatriz) R = 3 cm r = 1 cm Tapón semiesférico Semiesfera (r = 1 cm) Tronco de cono Cilindro (Base de apoyo no incluida en el área)
Resolver

Cuerpos huecos y cuerpos unidos

Muchos objetos reales combinan varios cuerpos. La clave es descomponer:

  • Si falta un trozo (cilindro hueco, espacio entre un cono y un cilindro), resta volúmenes.

  • Si hay partes pegadas (dos conos unidos por sus bases), suma volúmenes y áreas.

  • Para la masa: $\text{masa} = \text{densidad} \times \text{volumen}$. Si la densidad está en g/cm³ y el volumen en cm³, la masa sale en gramos; divide entre $1.000$ para pasar a kilogramos.

Practica★★★Sin empezar
Para una exhibición de arte, se ha construido una pieza de metal formada por un cono que encaja perfectamente dentro de un cilindro de la misma altura ($12 \text{ cm}$)…

Para una exhibición de arte, se ha construido una pieza de metal formada por un cono que encaja perfectamente dentro de un cilindro de la misma altura ($12 \text{ cm}$) y mismo radio de la base ($5 \text{ cm}$). El cono está invertido, de modo que su vértice toca el centro de la base inferior del cilindro. Calcula el volumen de agua que se necesitaría para llenar el espacio vacío que queda entre las paredes del cilindro y el cono.

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Un rodillo industrial de acero tiene forma de cilindro hueco. El diámetro exterior del rodillo es de $20 \text{ cm}$, el diámetro interior es de $16 \text{ cm}$ y su…

Un rodillo industrial de acero tiene forma de cilindro hueco. El diámetro exterior del rodillo es de $20 \text{ cm}$, el diámetro interior es de $16 \text{ cm}$ y su longitud total es de $50 \text{ cm}$. Si la densidad del acero es de $7,85 \text{ g/cm}^3$, calcula la masa total del rodillo en kilogramos. (Recuerda que para hallar el volumen del cilindro hueco debes restar el volumen del cilindro interior al exterior).

Resolver
Practica★★★Sin empezar
Una boya marítima está formada por la unión de dos conos idénticos por sus bases. La longitud total de la boya de punta a punta es de $2 \text{ metros}$ y el diámetro de…

Una boya marítima está formada por la unión de dos conos idénticos por sus bases. La longitud total de la boya de punta a punta es de $2 \text{ metros}$ y el diámetro de la sección circular central donde se unen es de $120 \text{ cm}$. Calcula el volumen total de la boya en litros y su superficie exterior total.

Resolver

Girar una figura compuesta

Cuando giras una figura formada por varias piezas, cada pieza genera su propio cuerpo. Se identifica el eje, se reconoce qué cuerpo da cada pieza y se suman los volúmenes.

Practica★★★Sin empezar
Calcula el volumen del cuerpo generado al girar $360^\circ$ el siguiente polígono irregular alrededor del eje vertical indicado. El polígono está formado por un…

Calcula el volumen del cuerpo generado al girar $360^\circ$ el siguiente polígono irregular alrededor del eje vertical indicado. El polígono está formado por un rectángulo de $2 \times 4 \text{ cm}$ y un triángulo rectángulo de base $3 \text{ cm}$ unido a su lateral.

360° 4 2 3
Resolver

Vuelve al principio: el estanque del patio es un cilindro, el cono naranja es un cono y la pelota de fútbol es una esfera. Los tres salen de girar un rectángulo, un triángulo rectángulo y un semicírculo. Con $\pi r^2 h$, $\frac{1}{3}\pi r^2 h$ y $\frac{4}{3}\pi r^3$ sabes cuánta agua cabe en ellos.

Resumen

Ver todos los ejercicios de este apartado