Aprende matemáticas con ejercicios, ejemplos y problemas resueltos paso a paso

ESFERA Y ROTACIONES EJERCICIOS DESARROLLADOS


 



 





1. Calcule a que distancia del centro de una esfera de radio  m se debe  seccionar con un plano para que la diferencia de las áreas de los casquetes esféricos determinados sea igual al área de la sección que divide a la esfera en dichos casquetes.

A) 0,6m B) 0,8m C) 1m
D) 2m E) 3m

RESOLUCIÓN

Dato: R =

i)       OHA:  ………..
ii) A casquete -A casquete =
mayor       menor

       y :


RPTA.: C
2. Calcule el área del círculo limitado por la intersección de una superficie esférica y una superficie cónica, ambas inscritas en un cilindro de revolución cuyo radio de la base es  .

A) 2  m2 B) 4  m2 C) 8  m2
D) 12  m2 E) 15  m2
                       4
RESOLUCIÓN


Dato:

i)

  x = 2r –R………………………………….

ii)       OPQ:
……………………………….

      en       :

RPTA.: E

3. Se tiene una esfera cuyo radio mide 1m, un cilindro  de revolución y un cono equilátero circunscritos a esta esfera; calcule la suma de los volúmenes de los tres sólidos.

A)   B)     C)
D)   E)

RESOLUCIÓN


Piden:

RPTA.: A

4. Sean E1 y E2 dos esfera, si el volumen de E2 es el doble del volumen E1 y el radio de  . Calcule el volumen de E2.

A) 612  cm3    B)   cm3
C)412  cm3   D) cm3
E) 552  cm3


RESOLUCIÓN
Condición:

RPTA.: D

5. Calcule el ángulo en la cúspide de un cono de revolución sabiendo que el área de la esfera inscrita es el área de la base del cono como 4 es a 3.

A) 15° B) 30° C) 60°
D) 74° E) 80

RESOLUCIÓN

Condición:


a = r

      HVE: VH=3 r

RPTA.: C
6. Calcule el volumen de una cuña esférica de 30° cuyo radio mide  .

A)         B)  
C)   D)      
E)
RESOLUCIÓN
Datos:
      en          
 
RPTA.: B

7. Calcule  el área de un huso esférico de 90° si el radio mide 5cm

A) 24  cm2         B) 12,5  cm2      
C) 25  cm2 D) 16  cm2      
E)  cm2

RESOLUCIÓN
…………………………

Datos:
   …………………………..

     en

RPTA.: C

8. Se tiene dos esferas concéntricas; se traza un plano secante a la esfera mayor y es tangente a la esfera menor, determinando un círculo de área 16  cm2. Calcule el área del casquete menor determinado en la esfera mayor sabiendo que el radio de la esfera menor es 3 cm.

A) 9 cm2         B) 16 cm2      
C) 20 cm2 D) 25 cm2  
E) 36 cm2

RESOLUCIÓN

i) Área del círculo tangente=   a la menor  r =4

ii)        : R = 5
h = R - 3 = 2
h = 2
Luego:
RPTA.: C

9. El área de una esfera inscrita en un cubo es 18 cm2; calcule el área de la esfera circunscrita a dicho cubo.

A) 18 cm2         B) 27 cm2      
C) 36 cm2 D) 45 cm2    
E) 54 cm2

RESOLUCIÓN

i) Esfera inscrita:
Área =  ……….

ii) Esfera circunscrita:
Área=
Área=

RPTA.: E

10. Calcule la longitud de la  altura de un casquete esférico incluido en una esfera de 4cm de radio, siendo su área la quinta parte del área de la superficie esférica.

A) 1 cm           B) 1,5 cm      
C) 1,6 cm D) 2 cm              
E) 2,5 cm


RESOLUCIÓN

Dato:
Área de la esfera

RPTA.: C

11. Se tiene una zona esférica equivalente a un huso esférico incluidos en  una superficie esférica de radio R; calcule la medida del ángulo del huso esférico si la altura de la zona es R/3.

A) 15°               B) 25°                C) 30°
D) 45°               E) 60°

RESOLUCIÓN
Dato:

RPTA.: E

12. A que distancia del centro de una esfera de radio R debe trazarse un plano secante para que el área de  los  casquetes determinados estén en la relación de 1 a 3.

A) R/2             B) R/3              C) R/5
D) 2R/3             E) R/10

RESOLUCIÓN

Dato:

3R -3x =R+x
4 x = 2R

RPTA.: A

13. En una  superficie esférica de radio 12cm se tiene una zona esférica y un huso esférico equivalentes y la altura de la zona esférica mide 3cm; calcule el volumen de la cuña esférica.

A) 248  cm2       B) 268  cm2      
C) 278  cm2 D) 288  cm2
    E) 300  cm2

RESOLUCIÓN
Dato: h = 3
Condición

 
RPTA.: D

14. Una esfera de radio 2  cm es seccionado a un mismo lado del círculo máximo por dos planos paralelos, determinando un segmento esférico cuyas bases tienen radios que miden 6cm y 2cm. Calcule  el volumen del segmento esférico.

A)   cm3 B)   cm3  
C)   cm3       D)   cm3
E)   cm3

RESOLUCIÓN
 
RPTA.: D

15. El área de un huso esférico es igual a la tercera parte del área de la superficie esférica y el volumen de la esfera es 36 m3. Calcule el área de la cuña esférica.

A)12  m2         B) 16  m2    
C) 18  m2 D) 21  m2      
E) 25  m2

RESOLUCIÓN

Condición:


Área total de la cuña=

RPTA.: D

16. Dos planos perpendiculares son tangentes a una esfera y la distancia entre los puntos de tangencia es 3  cm. Calcule el volumen de la esfera.

A) 16  cm3     B) 21  cm3
C) 25  cm3 D) 28  cm3
    E) 36  cm3


RESOLUCIÓN

Dato:


RPTA.: E

17. Calcule el volumen del sólido engendrado por una región hexagonal regular de perímetro 36cm y gira alrededor de una recta que contiene a uno de los lados del dicho polígono.

A) 962  cm3     B) 972  cm3
  C) 925  cm3 D) 928 cm3
  E) 936  cm3

RESOLUCIÓN
i) 2 p = 36
ii)
iii) Área del Hexágono=
Teorema de Pappus:
Volumen:   RPTA.: B

18. En un triángulo rectángulo ABC recto en B, se traza la altura BH, tal que    AH = 4 cm y HC = 9 cm. Calcule el volumen del sólido generado al girar 360° la región   triangular alrededor de su hipotenusa AC.

A) 122  cm3     B) 136  cm3
C) 125  cm3 D) 156  cm3
E) 166  cm3

RESOLUCIÓN
Semejanza:

d = 2

i)       ABC

…………………

ii) Área=  ……………………….
Teorema de Pappus:

Reemplazando      y       :

Volumen=  
RPTA.: D

19. Por un vértice de un triángulo equilátero pasa una recta exterior formando con un lado del triángulo un ángulo cuya medida es 15°. Calcule el volumen del sólido generado al girar 360° la región triangular alrededor de dicha recta, siendo el perímetro de la región triangular 12cm.

A) 12   cm3                 B)16 cm3
C) 24  cm3                 D) 32  cm3
E) 48  cm3
RESOLUCIÓN
 …..
Área  …………

Teorema de Pappus:
Volumen:

Reemplazando: y

Volumen =
RPTA.: B

20. En un triángulo ABC, exteriormente se traza el cuadrado ABEF. Calcule el volumen del sólido generado al girar 360° la región cuadrada alrededor de la recta que contiene al lado AC, si los ángulos BAC y BCA miden 53° y 45° respectivamente y AC = 7cm.

A) 80  cm3           B) 100  cm3
C) 175  cm3           D) 200  cm3    
E) 300  cm3

RESOLUCIÓN
i)
ii)
Teorema de Pappus: Volumen=

RPTA.: C