esfera a gajos la esfera representada · esfera a gajos la esfera representada no es una esfera...

4
ESFERA A GAJOS La esfera representada no es una esfera cualquiera. Está en marco encarcelada, por no parecer lo que era, esta esfera diseñada. Continúo con mi afición esférica. Esta vez intenté darle la forma que se veía en algunos mapamun- dis antiguos: El de una esfera a gajos, como los de la naranja. La piel de ésta será la superficie esféri- ca. Por cierto, el defecto piel de naranja en la pintura de las carrocerías de los coches que producía- mos en fábrica era uno de los que más se vigilaban. La quintilla se refiere a la esfera de la Fig.1 que está construida según el diseño de la Fig.2. que, a su vez, se parece mucho al de la Fig. 7. Mas adelante se verá en detalle este último diseño que es más racional. Obsérvese en dicha Fig. 2 que consta de 10 gajos que darán lugar a una de las dos semies- feras necesarias. El ecuador en centro horizontal y los polos arriba y abajo. Ambos diseños (Figs. 2 y 7) están ejecutados con LIBRE CAD y copia en papel de impresora. Mi in- tención era que ese papel de Fig. 2, debidamente recortado y unido terminara cubriendo un esque- leto de cartón compuesto de gajos esféricos circulares según diedros de 18º. Renuncié al esqueleto al ver que la piel esférica tomaba cuerpo por sí sola. Ciertamente lo tomaba, pero con serias dificultades (ver la Fig, 3). Realmente había dos problemas: -Al emplear como pestañas los espacios inter-gajos de la Fig. 2 la figura se iba revirando evitando la esfericidad. - Los polos resultaban impresentables e indeformables a causa de la acumulación de pegamento. Llegué a estas tres conclusiones: Fig. 1 Fig. 3 Fig. 2

Upload: others

Post on 18-Oct-2020

26 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ESFERA A GAJOS La esfera representada · ESFERA A GAJOS La esfera representada no es una esfera cualquiera. Está en marco encarcelada, por no parecer lo que era, esta esfera diseñada

ESFERAAGAJOSLaesferarepresentadanoesunaesferacualquiera.Estáenmarcoencarcelada,pornoparecerloqueera,estaesferadiseñada.

Continúoconmiaficiónesférica.Estavezintentédarlelaformaqueseveíaenalgunosmapamun-disantiguos:Eldeunaesferaagajos,comolosdelanaranja.Lapieldeéstaserálasuperficieesféri-ca.Porcierto,eldefectopieldenaranjaenlapinturadelascarroceríasdeloscochesqueproducía-mosenfábricaeraunodelosquemássevigilaban.LaquintillaserefierealaesferadelaFig.1queestáconstruidasegúneldiseñodelaFig.2.que,asuvez,separecemuchoaldelaFig.7.Masadelanteseveráendetalleesteúltimodiseñoqueesmásracional.ObsérveseendichaFig.2queconstade10gajosquedaránlugaraunadelasdossemies-ferasnecesarias.Elecuadorencentrohorizontalylospolosarribayabajo.Ambosdiseños(Figs.2y7)estánejecutadosconLIBRECADycopiaenpapeldeimpresora.Miin-tencióneraqueesepapeldeFig.2,debidamenterecortadoyunidoterminaracubriendounesque-letodecartóncompuestodegajosesféricoscircularessegúndiedrosde18º.Renunciéalesqueletoalverquelapielesféricatomabacuerpoporsísola.Ciertamentelotomaba,peroconseriasdificultades(verlaFig,3).Realmentehabíadosproblemas:-Alemplearcomopestañaslosespaciosinter-gajosdelaFig.2lafiguraseibarevirandoevitandolaesfericidad.-Lospolosresultabanimpresentableseindeformablesacausadelaacumulacióndepegamento.Lleguéaestastresconclusiones:

Fig.1

Fig.3

Fig.2

Page 2: ESFERA A GAJOS La esfera representada · ESFERA A GAJOS La esfera representada no es una esfera cualquiera. Está en marco encarcelada, por no parecer lo que era, esta esfera diseñada

-Habíaqueencarcelarlaesferaparaforzarlaaladisciplinaesféricaevitando,depaso,quesevieraloimpresentable.-ComodespuésdelBigBangnoexistíalaesferatalcomolaconocemoshoy,elloteníaquedeberseaquelaesferaoriginalsurgióconformadecaracola(Fig.3)que,coneltiempo,ysegúnDarwin,evo-lucionóhastalaesferaactual.-Eraprecisomodificareldiseñoylaconstrucciónparaproducirlaesferaencartón.Sobrelacárcel-marcodelaFig.1diréalgoporquelacosatienesuaquel:losángulosdelmarcoes-tánresueltosconochorombosdea60por120grados(comodedostriángulosequiláteroscadauno).DISEÑOABASEDEPLAQUITASDECARTÓN.LaFig.4representaelpolígonode20ladosdelongituda,queestaríainscritoenlacircunferenciamáximadeunaesferadeR=50ycentroO.Enellaserá:α=18osen(α/2)=a/2Ra=2Rsen(α/2)=100sen9=15,6434senα=h1/Rh1=Rsenα=50sen18=15,4508Losotrosvaloresdeh:h2=Rsen2α-h1=50sen36-15,4508=13,9385h3=Rsen3α-h1–h2=50sen54-15,4508-13,9385==11,0615h4=Rsen4α-h1–h2–h3=50sen72-15,4508-13,9385-11,0615=7,1020Lassemicuerdaslmidenlomismoquelosladosigualesdesusrespectivostriángulosisóscelesconángulopuntiagudoα=18o,quees,asimismoelángulodiedrodelgajo(verFigs.5y6).l1=√(R2–h12)=√(502–15,45082)=47,5528l2=√(R2–(h1+h2)2)=√(502–(15,4508+13,9385)2)=40,4508l3=√(R2–(h1+h2+h3)2)=√(502–(15,4508+13,9385+11,0615)2)=29,3893l4=√(R2–(h1+h2+h3+h4)2)=√(502–(15,4508+13,9385+11,0615+7,1020)2)=15,4509EnlaFig.5(proyecciónisométricaquenoestáaescala)serepresentauntrozodegajoesférico(cuñaesférica)sincurvaturaecuatorial.EnelplanomediohorizontalseveuntriánguloisóscelescuyovérticepicudocoincideconelcentrodelaesferaycuyosladosigualessonelradioR=50delaesfera;elladomenoresa,elladodelpolígonode20ladosinscritoenlacircunferenciamáximadelaesfera.Elángulomenordedichotriánguloisóscelesmide,portanto,18o.

Fig.4

Page 3: ESFERA A GAJOS La esfera representada · ESFERA A GAJOS La esfera representada no es una esfera cualquiera. Está en marco encarcelada, por no parecer lo que era, esta esfera diseñada

LaFig.6esunaextraccióndela5querepresentaelprimerprismoidequevaaprestarsucaralateralmenorparaformarlapieldelaesfera(unaplaquitadecartón);estáapoyadoenelplanoecuatorial.Queesunprismoidesevealnotarquesubaseinferioresma-yorquelasuperior.Asípues,dichacaramenoresuntrapeciocuyabasemenora1hemosdecalcular:labasemayorylaslateralesmidena(recordarqueeldibujonoestáaescala).a1=2l1sen9=2×47,5528×0,1564=14,8745a2=2l2sen9=2×40,4508×0,1564=12,6530a3=2l3sen9=2×29,3893×0,1564=9,1930a4=2l4sen9=2×15,4509×0,1564=4,8330

LaFig.7eseldesarrollodelamitaddeunasemiesfera;porconsiguiente,hacenfaltacuatrocomoélparacompletarlaesfera.Constade10semigajos,cadaunodeloscualessecompone,asuvez,decuatrotrapeciosyuntriánguloisóscelesarriba.Sinosfijamosenelsemigajodelaizquierda,vemosqueeltrapecioinferioreselmismodeladosa,a,a,a1delaFig.6.Elquelesiguehaciaarribatienea1comobaseinferiorsiendoa2lasuperior;susladoslateralessonigualesaa,yasísucesivamente.Eltriánguloisóscelesdearribatienea4debaseyacomolongituddesusladosiguales.Los10vérticessuperioresconcurrenenunpolo;los10ladosainferioresformanuncuartodeecuador.Obsérvesequenohaymáspestañasquelastriangularesasociadasalecuador.Éstassepegaránaunacoronacircularcuyaperiferiaeselpolígonode20ladosdelaFig.4.Elrestodeunio-nesdelasplaquitasdecartónsepegaránalcanto.Yasólofaltaexplicarcómoseconsiguendichasplaquitas.Comomiimpresoranopuedeimprimirsobrecartónherecurridoalosiguiente:ObtenerunacopiaenpapeldelaFig.7;superponerlaaun

Fig.5

Fig.6Fig.7

Page 4: ESFERA A GAJOS La esfera representada · ESFERA A GAJOS La esfera representada no es una esfera cualquiera. Está en marco encarcelada, por no parecer lo que era, esta esfera diseñada

cartóndetamañoadecuado;pincharconlapuntadelatijeracadanododelafiguraparadejarmar-casobreelcartón;conreglaylápizdepuntafina,unirtodaslashuellasparaconseguirsobreelcar-tónunafiguraigualaladeFig.7;repasarconreglaypuntadetijeratodoslossegmentosaafindequelaslíneasdeplegadoresultenactivasparaconstituirlasplaquitasdecartónquehandequedarplanasunavezformadalaesfera.ElresultadoqueseobtieneesunaesferapoliédricacomoladelaFig.8alaquepuedeaplicarseelteoremadeEuler:caras+vértices=aristas+2:

200+182=380+2

Fig.8