Ejercicios Resueltos de Descriptiva

.

f

v

P

v

GEOMETRÍA EOMETRÍAA h DESCRIPTIVA B ESCRIPTIVA v

r =t

v

v

v

v

A

r

r

P

h h

B

M

α

g B d

h

M

h

P

h

h

t

h

f

h

h

A Ing. Alberto M. Pérez G.

Ing. Alberto M. Pérez G.

GEOMETRÍA EOMETRÍA DESCRIPTIVA ESCRIPTIVA Universidad de los Andes

Núcleo Universitario “Rafael Rangel” Departamento de Ingeniería Trujillo-Venezuela

Trabajo presentado con fines de ascenso a la categoría de Asistente en el escalafón de la Universidad de los Andes Trujillo; 1.997


Geometría Descriptiva

TABLA DE CONTENIDO


TABLA DE CONTENIDO. INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................................................................................... xi JUSTIFICACIÓN ............................................................................................................................................................................................... xii OBJETIVOS....................................................................................................................................................................................................... xiii METODOLOGÍA .............................................................................................................................................................................................. xiv

capítulo 1.

marco teórico.

......................................................................................................................................................................... 1

conceptos básicos. ...................................................................................................................................................................... 2 PUNTO.......................................................................................................................................................................................... 2 LÍNEA............................................................................................................................................................................................ 2 RECTA.......................................................................................................................................................................................... 2 ÁNGULO....................................................................................................................................................................................... 2 POLIGONAL ................................................................................................................................................................................. 3 POLÍGONO ................................................................................................................................................................................... 3 CURVA.......................................................................................................................................................................................... 4 CÍRCULO...................................................................................................................................................................................... 5 SUPERFICIE................................................................................................................................................................................. 5 SÓLIDO ........................................................................................................................................................................................ 7

TRAZADO. ......................................................................................................................................................................................8 EL JUEGO DE ESCUADRAS ...................................................................................................................................................... 9 TRAZADO DE RECTAS CON LAS ESCUADRAS....................................................................................................................... 9 TRAZADO DE UNA RECTA TANGENTE A UNA CIRCUNFERENCIA....................................................................................... 9 DIVISIÓN DE UN SEGMENTO EN PARTES IGUALES ............................................................................................................ 10 TRAZADO DE POLÍGONOS REGULARES...............................................................................................................................10 MÉTODOS GENERALES DE TRAZADO DE POLÍGONOS REGULARES .............................................................................. 12

ESCALA.........................................................................................................................................................................................13 ESCALÍMETRO .......................................................................................................................................................................... 13

capítulo 2.

sistemas de proyección. ................................................................................................................................................ 14 sistemas de proyección. .......................................................................................................................................................... 15 a) PROYECCIÓN CILÍNDRICA .................................................................................................................................................. 15 1) PROYECCIÓN ORTOGONAL ......................................................................................................................................... 15 i) Proyección en vistas múltiples .................................................................................................................................... 15 ii) Proyección Acotada ................................................................................................................................................... 16 iii) Proyección Axonométrica ......................................................................................................................................... 16 A) Proyección Isométrica ......................................................................................................................................... 16 B) Proyección Dimétrica .......................................................................................................................................... 16 C) Proyección Trimétrica ......................................................................................................................................... 17

iii


TABLA DE CONTENIDO


2) PROYECCIÓN OBLICUA ................................................................................................................................................17 i) Proyección Caballera ..................................................................................................................................................18 ii) Proyección de Gabinete .............................................................................................................................................18 iii) Proyección Oblicua Aérea .........................................................................................................................................18 b) PROYECCIÓN CÓNICA.........................................................................................................................................................18 1) Perspectiva de un punto de fuga ......................................................................................................................................18 2) Perspectiva de dos puntos de fuga ..................................................................................................................................18 3) Perspectiva de tres puntos de fuga ..................................................................................................................................18

capítulo 3.

Proyección DIÉDRICA.

..................................................................................................................................................21

Proyección DE PUNTOS. ........................................................................................................................................................22 DOBLE PROYECCIÓN ORTOGONAL ......................................................................................................................................22 PLANO LATERAL DE PROYECCIÓN .......................................................................................................................................22 DIEDROS ....................................................................................................................................................................................22 DIBUJO EN PROYECCIÓN DIÉDRICA .....................................................................................................................................22 COORDENADAS DE UN PUNTO ..............................................................................................................................................22 POSICIONES PARTICULARES DE UN PUNTO .......................................................................................................................23 a) Punto en un cuadrante .....................................................................................................................................................23 b) Punto en un plano principal de proyección.......................................................................................................................23 c) Punto en el plano lateral ...................................................................................................................................................23 d) Punto en el origen ............................................................................................................................................................24 e) Punto en un eje de coordenadas......................................................................................................................................24 PROYECCIÓN LATERAL DE UN PUNTO .................................................................................................................................24 REPRESENTACIÓN DE PUNTOS EN PROYECCIÓN LATERAL ............................................................................................25 OBTENCIÓN DE LA PROYECCIÓN LATERAL DE UN PUNTO A PARTIR DE SU PROYECCIÓN DIÉDRICA......................25 POSICIÓN RELATIVA ENTRE DOS PUNTOS ..........................................................................................................................26

Proyección DE RECTAS. ........................................................................................................................................................27 PUNTO CONTENIDO EN UNA RECTA .....................................................................................................................................27 TRAZAS DE UNA RECTA ..........................................................................................................................................................27 DETERMINACIÓN DE LAS TRAZAS DE UNA RECTA.............................................................................................................27 VISIBILIDAD ...............................................................................................................................................................................27 CUADRANTES QUE ATRAVIESA UNA RECTA .......................................................................................................................27 DETERMINACIÓN DE LOS CUADRANTES QUE ATRAVIESA UNA RECTA..........................................................................28 DIFERENCIA DE COTA ENTRE DOS PUNTOS / TRIÁNGULO DE REBATIMIENTO HORIZONTAL.....................................28 DIFERENCIA DE VUELO ENTRE DOS PUNTOS / TRIÁNGULO DE REBATIMIENTO VERTICAL........................................28 ARCOCAPAZ..............................................................................................................................................................................29 MEDICIÓN DE DISTANCIAS EN RECTAS ................................................................................................................................29 RECTAS EN POSICIONES PARTICULARES ...........................................................................................................................30 a) Recta horizontal................................................................................................................................................................30 1) Recta contenida en el plano horizontal de proyección...............................................................................................30 b) Recta frontal .....................................................................................................................................................................30

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TABLA DE CONTENIDO


1) Recta contenida en el plano vertical de proyección................................................................................................... 30 c) Recta paralela a la línea de tierra..................................................................................................................................... 30 1) Recta contenida la línea de tierra .............................................................................................................................. 30 d) Recta vertical.................................................................................................................................................................... 31 e) Recta de punta ................................................................................................................................................................. 31 f) Recta de perfil ................................................................................................................................................................... 31 CONSTRUCCIÓN DE RECTAS ................................................................................................................................................. 31 o

a) Conocida la proyección vertical y el ángulo (β )............................................................................................................... 31 o

b) Conocida la proyección horizontal y el ángulo (α ) .......................................................................................................... 31 o

c) Conocida la proyección vertical y el ángulo (α )............................................................................................................... 32 o

d) Conocida la proyección horizontal y el ángulo (β ) .......................................................................................................... 32 e) Conocida la proyección horizontal y el verdadero tamaño............................................................................................... 32 f) Conocida la proyección vertical y el verdadero tamaño.................................................................................................... 33 o

o

g) Conocido el verdadero tamaño y los ángulos (α ) y (β ) .................................................................................................. 33

Proyección DE planos. ............................................................................................................................................................. 35 TEOREMAS DE PLANOS .......................................................................................................................................................... 36 RECTA QUE PERTENECE A UN PLANO ................................................................................................................................. 36 PUNTO QUE PERTENECE A UN PLANO................................................................................................................................. 37 TRAZAS DE UN PLANO ............................................................................................................................................................ 37 DETERMINACIÓN DE LAS TRAZAS DE UN PLANO ............................................................................................................... 38 RECTAS CARACTERÍSTICAS DE UN PLANO......................................................................................................................... 38 a) Rectas características frontales ....................................................................................................................................... 38 b) Rectas características horizontales.................................................................................................................................. 38 PUNTO QUE PERTENECE A UN PLANO DEFINIDO POR RECTAS CARACTERÍSTICAS ................................................... 39 PUNTO QUE PERTENECE A UN PLANO DEFINIDO POR TRAZAS ...................................................................................... 39 NOTACIÓN CONVENIDA DE PLANOS DEFINIDOS POR TRAZAS ........................................................................................ 39 PLANOS EN POSICIONES PARTICULARES ........................................................................................................................... 39 a) Plano frontal ..................................................................................................................................................................... 40 b) Plano horizontal................................................................................................................................................................ 40 c) Plano vertical .................................................................................................................................................................... 40 d) Plano de punta ................................................................................................................................................................. 40 e) Plano de perfil................................................................................................................................................................... 40 f) Plano paralelo a la línea de tierra...................................................................................................................................... 40 g) Plano que pasa por la línea de tierra ............................................................................................................................... 40 1) Plano primer bisector ................................................................................................................................................. 40 2) Plano segundo bisector.............................................................................................................................................. 40

capítulo 4.

intersección; paralelismo; y perpendicularidad.

..........................................................................................41

intersección. ................................................................................................................................................................................. 42 INTERSECCIÓN ENTRE RECTA Y PLANO.............................................................................................................................. 42 ANÁLISIS DE VISIBILIDAD EN LA INTERSECCIÓN DE UNA RECTA CON UN PLANO....................................................... 43

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TABLA DE CONTENIDO


INTERSECCIÓN ENTRE DOS PLANOS ...................................................................................................................................44 ANÁLISIS DE VISIBILIDAD EN LA INTERSECCIÓN DE DOS PLANOS .................................................................................45 INTERSECCIÓN DE TRES PLANOS.........................................................................................................................................46

PARALELISMO. ..........................................................................................................................................................................47 PARALELISMO ENTRE RECTAS..............................................................................................................................................47 PARALELISMO ENTRE RECTA Y PLANO ...............................................................................................................................47 RECTA PARALELA A UN PLANO.............................................................................................................................................47 PLANO PARALELO A UNA RECTA ..........................................................................................................................................48 RECTA PARALELA A DOS PLANOS........................................................................................................................................48 PARALELISMO ENTRE PLANOS .............................................................................................................................................48

PERPENDICULARIDAD. ........................................................................................................................................................49 PERPENDICULARIDAD ENTRE RECTAS ................................................................................................................................49 RECTAS PERPENDICULARES Y RECTAS ORTOGONALES .................................................................................................50 PERPENDICULARIDAD ENTRE RECTA Y PLANO..................................................................................................................50 PLANO PERPENDICULAR A UNA RECTA...............................................................................................................................50 RECTA PERPENDICULAR A OTRA RECTA.............................................................................................................................51 RECTAS DE MÁXIMA PENDIENTE DE UN PLANO .................................................................................................................51 RECTAS DE MÁXIMA INCLINACIÓN DE UN PLANO ..............................................................................................................51 PERPENDICULARIDAD ENTRE PLANOS................................................................................................................................52 PLANO PERPENDICULAR A OTROS DOS ..............................................................................................................................52

capítulo 5.

PROBLEMAS MÉTRICOS. .........................................................................................................................................53 PROBLEMAS MÉTRICOS. ....................................................................................................................................................54 DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS ...........................................................................................................................................54 DISTANCIA ENTRE UN PUNTO Y UN PLANO .........................................................................................................................54 DISTANCIA ENTRE UN PUNTO Y UNA RECTA.......................................................................................................................54 DISTANCIA ENTRE DOS RECTAS QUE SE CRUZAN.............................................................................................................54 PERPENDICULAR COMÚN A DOS RECTAS QUE SE CRUZAN ............................................................................................55 ÁNGULO ENTRE DOS RECTAS QUE SE CORTAN ................................................................................................................56 ÁNGULO ENTRE DOS RECTAS QUE SE CRUZAN.................................................................................................................56 ÁNGULO ENTRE UNA RECTA Y UN PLANO...........................................................................................................................56 ÁNGULO ENTRE DOS PLANOS ...............................................................................................................................................57

capítulo 6.

LUGARES GEOMÉTRICOS.

....................................................................................................................................58

LUGARES GEOMÉTRICOS. .................................................................................................................................................59 PUNTO QUE EQUIDISTA DE DOS PUNTOS DADOS ..............................................................................................................59 PUNTO QUE EQUIDISTA DE DOS PUNTOS DADOS Y SE ENCUENTRA EN UNA RECTA DADA ......................................59 RECTA QUE SE CORTA CON DOS RECTAS DADAS Y PASA POR UN PUNTO DADO.......................................................59 RECTA QUE CONTIENE A UN PUNTO DADO Y FORMA UN ÁNGULO DADO CON EL PLANO HORIZONTAL DE PROYECCIÓN ..............60 RECTA QUE CONTIENE A UN PUNTO DADO Y FORMA UN ÁNGULO DADO CON EL PLANO VERTICAL

vi


TABLA DE CONTENIDO


DE PROYECCIÓN .............. 60 PLANO QUE CONTIENE A UNA RECTA DADA Y FORMA UN ÁNGULO DADO CON EL PLANO HORIZONTAL DE PROYECCIÓN .............. 61 PLANO QUE CONTIENE A UNA RECTA DADA Y FORMA UN ÁNGULO DADO CON EL PLANO VERTICAL DE PROYECCIÓN .............. 62 RECTA CONTENIDA EN UN PLANO DADO Y QUE FORMA UN ÁNGULO DADO CON EL PLANO HORIZONTAL DE PROYECCIÓN .............. 62 RECTA CONTENIDA EN UN PLANO DADO Y QUE FORMA UN ÁNGULO DADO CON EL PLANO VERTICAL DE PROYECCIÓN .............. 63

capítulo 7.

MÉTODOS PARA OBTENER PROYECCIONES EN VERDADERO TAMAÑO. ............... 65 REBATIMIENTO DE PLANOS. ............................................................................................................................................ 66 GENERALIDADES DEL REBATIMIENTO DE PLANOS ........................................................................................................... 66 REBATIMIENTO DIRECTO Y REBATIMIENTO INVERSO ....................................................................................................... 66 REBATIMIENTO A TRAVÉS DE LA TRAZA HORIZONTAL DE UN PLANO ........................................................................... 67 REBATIMIENTO DE VARIOS PUNTOS .................................................................................................................................... 68 REBATIMIENTO DE LA TRAZA VERTICAL DE UN PLANO.................................................................................................... 68 REBATIMIENTO DE UN PUNTO DE UN PLANO, POR MEDIO DEL REBATIMIENTO PREVIO DE LA TRAZA VERTICAL DEL PLANO .............. 68 REBATIMIENTO A TRAVÉS DE LA TRAZA VERTICAL DE UN PLANO................................................................................. 69 REBATIMIENTO DE VARIOS PUNTOS .................................................................................................................................... 69 REBATIMIENTO DE LA TRAZA HORIZONTAL DE UN PLANO .............................................................................................. 70 REBATIMIENTO DE UN PUNTO DE UN PLANO, POR MEDIO DEL REBATIMIENTO PREVIO DE LA TRAZA HORIZONTAL DEL PLANO .............. 70 REBATIMIENTO A TRAVÉS DE UNA RECTA CARACTERÍSTICA HORIZONTAL DE UN PLANO ....................................... 71 REBATIMIENTO DE VARIOS PUNTOS .................................................................................................................................... 71 REBATIMIENTO DE UNA RECTA CARACTERÍSTICA FRONTAL DE UN PLANO................................................................. 72 REBATIMIENTO A TRAVÉS DE UNA RECTA CARACTERÍSTICA FRONTAL DE UN PLANO.............................................. 72 REBATIMIENTO DE VARIOS PUNTOS .................................................................................................................................... 73 REBATIMIENTO DE UNA RECTA CARACTERÍSTICA HORIZONTAL DE UN PLANO .......................................................... 74

ROTACIÓN. ................................................................................................................................................................................. 77 ROTACIÓN DE UN PUNTO ALREDEDOR DE UN EJE DE PUNTA......................................................................................... 77 ROTACIÓN DE VARIOS PUNTOS............................................................................................................................................. 77 ROTACIÓN DE UNA RECTA ..................................................................................................................................................... 77 ROTACIÓN DE UN PLANO A UNA POSICIÓN VERTICAL ...................................................................................................... 78 ROTACIÓN DE UN PLANO EN POSICIÓN VERTICAL HASTA UNA POSICIÓN FRONTAL.................................................. 79 ROTACIÓN DE UN PLANO CUALQUIERA A UNA POSICIÓN FRONTAL .............................................................................. 79 ROTACIÓN DE UN PLANO A UNA POSICIÓN DE PUNTA...................................................................................................... 80 ROTACIÓN DE UN PLANO EN POSICIÓN DE PUNTA HASTA UNA POSICIÓN HORIZONTAL ........................................... 82 ROTACIÓN DE UN PLANO CUALQUIERA A UNA POSICIÓN HORIZONTAL........................................................................ 83

CAMBIO DE PLANOS DE Proyección. .............................................................................................................................85

vii


TABLA DE CONTENIDO


CAMBIO DEL PLANO VERTICAL DE PROYECCÍON PARA OBSERVAR EN POSICIÓN DE PUNTA A UN PLANO CUALQUIERA ..............85 CAMBIO DEL PLANO HORIZONTAL DE PROYECCÍON PARA OBSERVAR EN POSICIÓN HORIZONTAL A UN PLANO DE PUNTA ..............86 OBSERVACIÓN EN POSICIÓN HORIZONTAL DE UN PLANO CUALQUIERA POR MEDIO DE DOS CAMBIOS DE PLANO DE PROYECCIÓN SUCESIVOS ..............87 CAMBIO DEL PLANO HORIZONTAL DE PROYECCÍON PARA OBSERVAR EN POSICIÓN VERTICAL A UN PLANO CUALQUIERA ..............88 CAMBIO DEL PLANO VERTICAL DE PROYECCÍON PARA OBSERVAR EN POSICIÓN FRONTAL A UN PLANO QUE SE ENCUENTRA EN POSICIÓN VERTICAL ..............88 OBSERVACIÓN EN POSICIÓN FRONTAL DE UN PLANO CUALQUIERA POR MEDIO DE DOS CAMBIOS DE PLANO DE PROYECCIÓN SUCESIVOS ..............89

capítulo 8.

POLIEDROS. .........................................................................................................................................................................91 POLIEDROS. ...............................................................................................................................................................................92 DETERMINACIÓN DE LA VISIBILIDAD EN LAS PROYECCIONES DE POLIEDROS ............................................................92

TETRAEDRO REGULAR........................................................................................................................................................94 CONSTRUCCIÓN DE UN TETRAEDRO REGULAR CONOCIDO UN VÉRTICE Y UNA RECTA QUE CONTIENE AL EJE ..............95 CONSTRUCCIÓN DE UN TETRAEDRO REGULAR CONOCIDO UN VÉRTICE Y UNA RECTA QUE CONTIENE A UNA ARISTA ..............96 CONSTRUCCIÓN DE UN TETRAEDRO REGULAR CONOCIDO EL PLANO QUE CONTIENE A UNA CARA Y EL VÉRTICE NO CONTENIDO EN ESE PLANO ..............97

CUBO..............................................................................................................................................................................................99 CONSTRUCCIÓN DE UN CUBO CONOCIDO UN VÉRTICE Y EL EJE .................................................................................100 CONSTRUCCIÓN DE UN CUBO CONOCIDO UN VÉRTICE Y UNA RECTA QUE CONTIENE A UNA DIAGONAL MAYOR ............101

PIRÁMIDE REGULAR RECTA. ..........................................................................................................................................103 CONSTRUCCIÓN DE UNA PIRÁMIDE REGULAR RECTA CONOCIDA LA ALTURA; EL EJE; Y UN VÉRTICE DE LA BASE ............103 CONSTRUCCIÓN DE UNA PIRÁMIDE REGULAR RECTA CONOCIDO EL PLANO DE LA BASE; UNA RECTA QUE CONTIENE A UNA ARISTA PRINCIPAL; Y LA LONGITUD DE LAS ARISTAS DE LA BASE ............104 CONSTRUCCIÓN DE UNA PIRÁMIDE REGULAR RECTA CONOCIDO EL VÉRTICE PRINCIPAL; Y EL PLANO BASE CON UNA RECTA QUE CONTIENE A UNA DE LAS ARISTAS DE LA BASE ............106

PRISMA REGULAR RECTO. ..............................................................................................................................................107 CONSTRUCCIÓN DE UN PRISMA REGULAR RECTO CONOCIDO UN PLANO BASE CON UNO DE LOS VÉRTICES DE LA MISMA; Y EL CENTRO DE LA OTRA BASE ............107 CONSTRUCCIÓN DE UN PRISMA REGULAR RECTO CONOCIDO EL EJE; LA ALTURA; Y UN VÉRTICE ..........108 CONSTRUCCIÓN DE UN PRISMA REGULAR RECTO CONOCIDA LA ALTURA; UN VÉRTICE; Y UNA RECTA QUE CONTIENE A UNA ARISTA PRINCIPAL ............109

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TABLA DE CONTENIDO


BIBLIOGRAFÍA .............................................................................................................................................................................................. 111

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INTRODUCCIÓN


no está muy claro que haya hecho dibujos en los que aparecieran vistas ortográficas, aunque es muy probable que los hubiera hecho. El tratado de Leonardo da Vinci sobre pintura, publicado en 1.651, se considera como el primer libro impreso sobre la teoría de dibujo de proyecciones; pero esta enfocado a la perspectiva, no a la proyección ortográfica.

introducción. Aunque los hombres no han podido ponerse de acuerdo para llegar a un lenguaje mundial de palabras y frases, ha existido un lenguaje realmente universal desde los tiempos mas remotos: el lenguaje gráfico. La idea de comunicar los pensamientos de una persona a otra por medio de figuras existió desde la antiguedad. Los hombres primitivos registraban sus ideas por medio de figuras hechas sobre pieles, piedras, paredes de cavernas, etc. Las formas mas antiguas de escritura se realizaron con figuras, como lo prueban los jeroglíficos egipcios. Mas adelante, estas figuras fueron simplificadas, y transformadas en los símbolos abstractos que dieron origen a la escritura actual, la cual tiene por lo tanto su fundamento en el dibujo.

En cuanto a la Geometría (parte de la matemática que se ocupa de las propiedades, medidas y relaciones entre puntos, líneas, ángulos, superficies y cuerpos), tuvo su origen en Egipto hacia el año 1.700 a. C., y su desarrollo se debió a la necesidad práctica de la medición de terrenos. Hacia el año 600 a. C. Tales de Mileto la introdujo en Grecia y fundó la escuela jónica. Su discípulo Pitágoras fundó la escuela pitagórica que dio gran avance a la geometría demostrando, entre otros su famoso teorema para los triángulos rectángulos (a2 + b2 = h2). Otros personajes destacados en este campo fueron: Zenón, Hippias, Platón, Hipócrates, Eudoxio, Arquímides, etc.

En la figura siguiente se muestra un ejemplo de como a partir de los jeroglíficos egipcios: Aleph (buey) y Nahas (serpiente) pueden haber evolucionado los caracteres latinos (A y N) respectivamente.

En el siglo tres a. C. Euclides en su obra Elementos culmina una prolongada evolución de las ideas y establece de forma sistemática los fundamentos de la geometría elemental. Durante la edad media se observó poco avance en el campo de la geometría, contrariamente al desarrollo extraordinario que se observó en la edad moderna, en la cual Desargues estableció los fundamentos de la Geometría Proyectiva y Monge los de la Geometría Descriptiva, la cual es la gramática del lenguaje gráfico.

Aleph (buey)

Nahas (serpiente)

La representación gráfica se desarrolló básicamente en dos direcciones distintas: a) la artística y b) la técnica.

Con respecto a la Geometría Descriptiva, sus comienzos están asociados en los problemas que se encontraron en el diseño de edificios y fortificaciones militares en Francia en el siglo dieciocho. Se considera a Gaspar Monge (1.746 - 1.818), ya citado, como el "inventor" de la geometría descriptiva, aunque precedieron a sus esfuerzos varias publicaciones sobre Estereotomía (arte y técnica de tallar la madera o piedra con fines constructivos), arquitectura, y perspectiva donde ya se aplicaban muchos de los conceptos de la geometría descriptiva. Fue a finales del siglo dieciocho cuando Monge, siendo profesor de la Escuela Tecnológica de Francia, desarrolló los principios de la proyección que constituyen la base del dibujo técnico de hoy en día. Pronto se reconoció que estos principios de la geometría descriptiva tenían tan gran importancia militar que se obligó a Monge a mantenerlos en secreto hasta 1.795, año a partir del cual se convirtieron en parte importante de la educación técnica en Francia y Alemania; y posteriormente en los Estados Unidos. Su libro La Géométrie Descriptive, se considera aun como el primer texto para exponer los principios básicos del dibujo de proyectistas.

En la antiguedad prácticamente todo el mundo era iletrado, no existía la imprenta, por lo tanto no había periódicos ni libros, y los pocos que había eran manuscritos realizados en papiro o pergamino y no eran asequibles al público. En general la gente aprendía escuchando, mirando esculturas, dibujos, cuadros, expuestos en lugares públicos. El artista no era simplemente un artista, era también un maestro, un filósofo, un medio de expresión y comunicación. En cuanto a la representación técnica, se desarrolló desde los comienzos de la historia registrada ante la necesidad de representar los objetos diseñados para su posterior construcción o fabricación. De las ruinas de antiguos edificios, acueductos, puentes, y otras estructuras de buena construcción se deduce que no pudieron haberse levantado sin la previa elaboración de dibujos cuidadosamente preparados que sirvieran de guía a sus constructores. El dibujo técnico mas antiguo que se conoce es un grabado realizado sobre una loseta de piedra que representa el diseño en planta de una fortaleza, realizado alrededor del año 4.000 a.C. por el Ingeniero caldeo Gudea.

Los principios de Monge llegaron a los Estados Unidos en 1.816, procedentes de Francia, y los trajo el Sr. Claude Crozet, profesor de la Academia Militar de West Point. El profesor Crozet publico en 1.821 el primer texto en inglés sobre geometría descriptiva. En los años siguientes se convirtieron estos principios en parte regular del plan de estudios de los primeros años de ingeniería en el Instituto Politécnico Rensselaer, en la Universidad de Harvard, en la Universidad de Yale, y en otras, convirtiéndose de esta forma hoy en día la geometría descriptiva en materia de estudio en los primeros años de las carreras de Ingeniería y Arquitectura en la gran mayoría de las universidades del mundo.

En el año 30 a. C., el Arquitecto romano Vitruvius escribió un tratado sobre Arquitectura. Se atribuye a los Arquitectos italianos Alberti, Brunelleschi y otros el desarrollo, a principios de siglo quince, de la teoría de las proyecciones de objetos sobre planos imaginarios de proyección (proyección en vistas). Y aunque Leonardo da Vinci usaba dibujos para transmitir a los demás sus ideas y diseños de construcciones mecánicas,

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JUSTIFICACIÓN


JUSTIFICACIÓN. Es muy común que el estudiante de Ingeniería, Arquitectura, ú otras carreras afines, inicie sus estudios con la impresión de que el trabajo en la mesa de dibujo será una actividad de importancia secundaria en su vida profesional, y por lo tanto carece de sentido dedicar tiempo y esfuerzo en adquirir el dominio de una actividad tan rutinaria como la elaboración de dibujos, propia netamente de los dibujantes. Esta forma de pensar es completamente errónea, pues es el dominio de la expresión gráfica de sus ideas lo que lo hará mas y mejor profesional. Y lejos de concebirla como una actividad sin importancia debe asimilarla como lo que realmente es: la base ó piedra de fundamento sobre la que edificará toda su vida profesional. Es precisamente en este inicio de sus estudios, el momento en el cual el futuro profesional debe tomar una decisión que afectará toda su vida, pues debe elegir, paradójicamente hablando, si fundará su edificio sobre roca ó arena.

responsabilidad neta del proyectista y lo que determinará que el aspecto final del proyecto sea o nó el que él ha concebido inicialmente. Es por esta razón necesario que el proyectista domine las técnicas de dibujo y expresión gráfica, pues deben hacerse muchos esquemas antes de concebir una idea definitiva, y estos no los va a realizar el dibujante, pues el no es quien esta desarrollando la idea. Si bien es cierto que al momento de realizar un proyecto se elaboran muchos esquemas a mano alzada, también es frecuente, en esta fase de diseño, la realización de dibujos técnicos aunque no definitivos para fijar detalles constructivos que sería imposible definir en un esquema impreciso, y estos en la mayoría de los casos tampoco los realiza el dibujante. Por esta razón, el Ingeniero ó Arquitecto debe dominar el dibujo a mano alzada y el Dibujo Técnico y estar consciente que el aspecto expresivo de un dibujo es algo muy personal que el debe desarrollar y transmitir a sus dibujantes, para que sus dibujos expresen lo que el quiere decir y en la forma en que él lo quiere decir. Quizás pues un profesional de la Ingeniería ó Arquitectura que no domine el dibujo y sus técnicas es comparable a un ser que carezca de habla; y en base a esta misma comparación puede decirse que un Ingeniero o Arquitecto que dibuje mal es equivalente a un ser que hable mal, y ambos correrán el riesgo de que sus ideas sean rechazadas, aún siendo grandes ideas, por no haber sido expuestas en forma clara y precisa, causando de esta forma la incomprensión de las mismas. Es aquí donde tiene gran vigencia el adagio popular que dice: No importa sólo lo que se dice; sino también como se dice.

El profesional de la Ingeniería, Arquitectura, o cualquier otra carrera afín, debe ser capaz de expresar gráficamente y con toda claridad sus ideas. Todo proyecto consta de: cálculos de esfuerzos, análisis de movimientos, diseño y dimensionamiento de partes, especificación de materiales, proceso de ensamblaje y/o construcción, entre otros aspectos, estas características no se expresan con palabras, aunque son utilizadas en un breve porcentaje, deben elaborarse planos que sirvan de guía para la construcción de todo proyecto, y la expresividad de estos planos es

xii


OBJETIVOS


OBJETIVOS.

Otra de las dificultades con que se encuentra el estudiante de Geometría Descriptiva es el grado de sintetización que se alcanza al representar objetos tridimensionales mediante esquemas bidimensionales. Esto también ha sido descuidado o cubierto de manera insatisfactoria en una gran cantidad de textos de Geometría Descriptiva, por lo tanto en la elaboración de la presente obra han sido incluidas una gran variedad de ilustraciones tridimensionales realizadas en perspectivas diversas, y presentadas paralelamente junto a su correspondiente representación en Doble Proyección Ortogonal.

La Geometría Descriptiva es de las materias que se aprenden "haciendo" y no solo "viendo". Y es quizás este aspecto lo que dificulta su aprendizaje, siendo necesario por parte del estudiante la realización constante de ejercicios prácticos que le permitan consolidar los conocimientos teóricos previamente expuestos. Este aspecto de la Geometría Descriptiva, aunque es considerado en la enseñanza en aula de la misma, ha sido descuidado en la elaboración de la mayoría de los textos. Siendo por esta razón uno de los objetivos de la presente obra subsanar esta carencia, colocando al alcance de los estudiantes de Geometría Descriptiva, así como de los profesionales de la Ingeniería y/o Arquitectura que así lo requieran, un texto teórico en el cual puedan revisar los conceptos fundamentales de la misma.

Se pretende asimismo que la presente obra sirva como material de apoyo y consulta para los estudiantes de Geometría Descriptiva, quienes durante el transcurso de su asistencia diaria a clases se encuentran con la dificultad de la toma de apuntes, en algunos casos de difícil elaboración, y que por lo tanto son copiados en forma imprecisa en sus cuadernos, trayendo posteriormente resultados desastrosos en el momento de pretender consolidar los conocimientos adquiridos. El contenido de la presente obra esta basado en el programa vigente de la materia Sistemas de Representación 10 dictado en la Universidad de Los Andes.

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METODOLOGÍA


METODOLOGÍA.

1) Se expone, mediante un breve comentario teórico, el concepto que se quiere emitir. Este debe ser leído por el estudiante, las veces que lo considere necesario hasta lograr su comprensión.

Con la finalidad de alcanzar los objetivos propuestos, la presente obra se desarrolla de la siguiente manera: a) En su comienzo se presenta un marco teórico en el cual se exponen los conceptos básicos de la Geometría Elemental; tales como: punto; línea; recta; plano; etc. Continuando esta sección se exponen, en forma netamente práctica, los procedimientos de trazado con las escuadras, y de dibujo de polígonos regulares de hasta ocho lados por métodos particulares y generales. Los conceptos expuestos en esta sección se supone que son del conocimiento previo por parte del estudiante de Geometría Descriptiva, por lo tanto son mostrados en forma netamente gráfica, por medio de ilustraciones sencillas y de fácil interpretación, no obstante si se dificulta su comprensión deben estudiarse estos métodos por medio de cualquier texto básico de Geometría.

2) Acompaña al concepto teórico en estudio un gráfico en perspectiva que lo ilustra, el cual, al ser observado paralelamente con la lectura, facilitará grandemente la comprensión de la idea que se quiere expresar. 3) Se incluye, en forma simultánea con el gráfico en perspectiva, una segunda ilustración del mismo concepto, pero elaborada en doble proyección ortogonal. Esto se hace con la finalidad de capacitar al estudiante en la resolución práctica de problemas de Geometría Descriptiva. Estas dos ilustraciones deben compararse minuciosamente para lograr la comprensión total de las mismas.

Todos los conceptos teóricos aquí expuestos son de gran importancia para la comprensión del resto de esta obra y el estudiante no debe pasar esta sección si no comprende y/o ejecuta sin dificultad los procedimientos prácticos aquí mostrados, ya que son la base del trabajo en Doble Proyección Ortogonal.

4) Seguidamente se desarrolla, a manera de ejemplo, y netamente en Doble Proyección Ortogonal, un ejercicio relacionado con el concepto recién expuesto, explicando con detalle la elaboración del mismo. Por medio de estos ejercicios el estudiante podrá darse cuenta si ha adquirido la comprensión de lo explicado y se encuentra en condiciones de continuar el estudio de los siguientes conceptos.

b) Sigue a esta exposición de conceptos básicos una introducción a los Sistemas de Proyección, presentando una breve descripción de los mas comunes. Esto es con la finalidad de que el estudiante conozca y diferencie las distintas formas de representación de los objetos.

En general, esta obra debe ser estudiada inicialmente en el orden expuesto y en la forma descrita, ya que cada uno de los conceptos emitidos inicialmente tiene relación con los que serán presentados posteriormente. No obstante, una vez conocido todo el contenido de esta obra, el estudiante podrá darse cuenta que logrará repasar fácilmente cualquier tema en particular por medio de la simple observación de los gráficos que lo acompañan, sin que sea necesario leer nuevamente todo el contenido teórico expuesto.

c) A continuación se describe detalladamente el sistema de Doble Proyección Ortogonal, también denominado sistema de Proyección Diédrica, el cual es el objeto principal de esta obra. En adelante se definirán con exactitud los métodos de representación de puntos, rectas, planos, poliedros, determinación de intersecciones, trazado de rectas y planos paralelos y perpendiculares, procedimientos de observación de elementos geométricos en verdadero tamaño, visibilidad, etc.

Con respecto a la nomenclatura utilizada en la elaboración de la presente obra, su significado se explica en el momento en que es introducida por primera vez, por considerar que este es el momento mas propicio para su comprensión.

A partir de esta sección, todos los conceptos son expuestos de la siguiente manera:

Finalmente, el estudiante debe ejercitarse en la resolución de problemas, resolviendo para ello los ejercicios que podrá encontrar en cualquier problemario ó guía de ejercicios de Geometría Descriptiva.

xiv

Geometría Descriptiva Ing. Alberto M. Pérez G.

capítulo 1

define las reglas que rigen la elaboración de estas proyecciones.

marco teórico.

Se logra definir gráficamente cualquier objeto, mediante la sintetización del mismo a sus elementos geométricos mas simples, como lo son: puntos; líneas; superficies; ángulos; etc. Es por lo tanto necesario que el estudiante de Geometría Descriptiva domine y exprese estos conceptos en forma correcta, razón por la cual se inicia la presente obra con este primer capítulo, en el cual se describen en forma simple los conceptos geométricos básicos de mayor uso en el estudio de la Geometría Descriptiva.

Todos los objetos creados por el hombre, desde un simple alfiler hasta la más compleja maquinaria, planta industrial, obra civil, etc, son concebidos inicialmente en forma mental, y antes de su fabricación deben ser descritos con toda precisión para resolver con exactitud cualquier problema relacionado con su forma, tamaño y funcionalidad. Es el estudio de la Geometría Descriptiva, lo que permite definir correctamente la representación plana (proyección) de los objetos tridimensionales antes ó después de su existencia real. Estudiar Geometría Descriptiva es estudiar el mundo que nos rodea, es describir la forma de: tornillos; resortes; engranajes; relojes; sillas; mesas; televisores; carros; casas; urbanizaciones; carreteras; represas; planetas; galaxias; en fin, todos los objetos físicos que nos rodean pueden ser concebidos por el hombre mediante representaciones planas de los mismos, y es la Geometría Descriptiva la que

Además, pensando en la ejercitación práctica del estudiante en la resolución de problemas de Geometría Descriptiva, se incluyen en este marco teórico las formas elementales de: trazado; manejo de escuadras y compás; y se incluye una breve descripción del concepto de escala. Se supone que todo el contenido de este primer capítulo es del conocimiento previo del estudiante de Geometría Descriptiva, razón por la cual se presenta en forma concisa y con carácter principalmente informativo.


CONCEPTOS BÁSICOS


CONCEPTOS BÁSICOS.

SEGÚN LA POSICIÓN RELATIVA EN QUE SE ENCUENTREN DOS RECTAS, SE DEFINEN COMO:

PUNTO.

a) Rectas que se cortan. Si las rectas poseen un punto en común. En este caso las rectas están contenidas en un mismo plano\ fig.4a.

Es la representación de una posición fija del espacio. No es un objeto físico, por lo tanto carece de forma y dimensiones. En la fig.1, se muestran algunas formas de representar a un punto.

b) Rectas paralelas. Si mantienen indefinidamente la distancia entre ellas. En este caso las rectas están contenidas en un mismo plano\ fig.4b. c) Rectas que se cruzan. Son dos rectas que no se cortan ni son paralelas. En este caso las rectas no están contenidas en un mismo plano\ fig.4c.

A

A

A

a b

a

a

b

b

P Cortando líneas

Con un círculo

Con un cuadrado

a) Rectas que se cortan

b) Rectas paralelas

c) Rectas que se cruzan

fig.1.\ Representación de un Punto. fig.4.\ Posición relativa entre rectas.

LÍNEA.

ÁNGULO.

Es una sucesión infinita de puntos. Una línea puede ser: a) recta, b) poligonal (quebrada), ó c) curva\ fig.2.

Porción de un plano comprendida entre dos semirrectas de origen común. ÁNGULO, SEGÚN SU MEDIDA 1 SEXAGESIMALES , SE DEFINE COMO:

UN

c) Curva

ANGULAR

EN

GRADOS

a) Cóncavo. Si mide entre 1800 y 3600\ fig.5a. a) Recta

b) Poligonal (Quebrada)

b) Llano. Si mide 1800\ fig.5b.

c) Curva

c) Completo. Si mide 3600\ fig.5c.

fig.2.\ Líneas.

d) Convexo. Si miden menos de 1800. Se definen a su vez\ fig.5d:

RECTA.

1) Agudo. Si mide menos de 900.

Línea de dirección constante. Una recta puede ser definida por dos puntos, a los que une recorriendo su menor distancia.

2) Recto. Si mide 900. 3) Obtuso. Si mide entre 900 y 1800.

ALGUNAS PARTES DE UNA RECTA SON:

DOS ÁNGULOS SE DEFINEN COMO:

a) Semirrecta. Cada una de las dos partes en que divide a una recta, uno cualquiera de sus puntos\ fig.3a.

Ángulos consecutivos. Si se ubican uno a continuación del otro. A su vez se denominan\ fig.5e:

b) Segmento. Porción de una recta comprendida entre dos de sus puntos\ fig.3b.

a) Complementarios. Si la suma de sus medidas angulares es igual a 900.

Las semirrectas son de longitud infinita, mientras que los segmentos son de longitud finita.

b a

A

b) Suplementarios. Si la suma de sus medidas angulares es igual a 1800. DOS RECTAS QUE SE CORTAN DEFINEN CUATRO ÁNGULOS, LOS CUALES, TOMADOS EN PARES, SE DEFINEN COMO:

B A

a) Semirrectas (a) y (b)

a) Opuestos. Si no poseen ninguna semirrecta común. En este caso sus medidas angulares son iguales\ fig.5f.

A-B

b) Adyacentes. Si poseen una semirrecta común. En este caso son ángulos suplementarios\ fig.5g.

b) Segmento (A-B)

fig.3.\ Partes de una Recta.

1

2

Un grado sexagesimal es la 90va. parte del ángulo recto.


CONCEPTOS BÁSICOS


a) Polígonos regulares. Polígonos en los cuales todos sus lados son de igual longitud, y todos sus vértices están circunscritos en una circunferencia. De acuerdo al número de sus lados, los polígonos regulares se denominan\ fig.7a:

SI DOS RECTAS PARALELAS SON CORTADAS POR UNA TERCERA RECTA, SE FORMAN OCHO ÁNGULOS, LOS CUALES, CONSIDERADOS EN PARES DE IGUAL MEDIDA ANGULAR, SE DEFINEN COMO: a) Ángulos alternos. Los cuales se agrupan en\ fig.5h: 1) Ángulos alternos internos.

1) Triángulo equilátero. Polígono regular de tres lados.

2) Ángulos alternos externos.

2) Cuadrado. Polígono regular de cuatro lados.

b) Ángulos correspondientes,\ fig.5i.

α

α

a) Cóncavo 180o <α<3600

α

b) Llano 0 α=180

α

c) Completo 0 α=360

Agudo 0 α<90

α

α

Recto 0 α=90

α

0

β

Complementarios α+β=900. α

α

β

β

α

β

β

iii) Triángulo escaleno. diferentes.

α

β

β

β

α

v) Triángulo obtuso.

β

β

sus

tres

ángulos

son

obtusángulo.

Si

tienen

un

ángulo

vi) Triángulo acutángulo. Si sus tres ángulos son agudos.

Alternos externos.

h) Ángulos alternos

Si

iv) Triángulo rectángulo. Si tienen un ángulo recto. α

β

Triángulo equilátero. Si sus tres ángulos son iguales.

ii) Triángulo isósceles. Si solo dos de sus ángulos son iguales.

α

α

α

β

Alternos internos

i)

g) Ángulos adyacentes

α α

α

α

f) Ángulos opuestos

α

1) Triángulo. Polígono de tres lados. Los triángulos se denominan\ fig.7c:

Suplementarios α+β=1800.

β

β

Obtuso 90o <α<1800

d) Convexo α<180

α

e) Ángulos consecutivos

b) Polígonos irregulares. Son polígonos en los cuales sus lados no son de igual longitud, y/o sus vértices no están contenidos en una circunferencia. Se clasifican a su vez, según el número de sus lados en\ fig.7b:

α

β

β

β

3) Pentágono, hexágono, heptágono u octágono regular. Polígono regular de cinco, seis, siete u ocho lados respectivamente.

i) Ángulos correspondientes

2) Cuadrilátero. Polígono de cuatro cuadriláteros se clasifican en\ fig.7d:

fig.5.\ Ángulos.

i)

POLIGONAL. Línea formada por segmentos rectos consecutivos no alineados. Una poligonal puede ser\ fig.6:

lados.

Los

Paralelogramo. Cuadrilátero en el que los lados opuestos son paralelos. Se denominan a su vez: A) Cuadrado. Paralelogramo en el cual los cuatro ángulos son rectos y los cuatro lados son de igual longitud.

a) Poligonal abierta. Si el primer y último segmentos no están unidos\ fig.6a.

B) Rectángulo. Paralelogramo en el cual los cuatro ángulos son rectos, pero los lados adyacentes no son de igual longitud.

b) Poligonal cerrada. Si cada segmento esta unido a otros dos\ fig.6b.

C) Rombo. Paralelogramo que no tiene ángulos rectos, pero sus lados son de igual longitud. D) Romboide. Paralelogramo que no tiene ángulos rectos y sus lados adyacentes no son de igual longitud. ii) Trapecio. Cuadrilátero que tiene solo dos lados paralelos. Se definen a su vez como: a) Poligonal abierta

b) Poligonal cerrada

A) Trapecio rectángulo. Trapecio que tiene dos ángulos rectos.

fig.6.\ Poligonal.

B) Trapecio isósceles. Trapecio en el que sus lados no paralelos son de igual longitud.

POLÍGONO.

iii) Trapezoide. Cuadrilátero que no tiene lados paralelos.

Figura geométrica plana limitada por una poligonal cerrada que no se corta a sí misma. Los polígonos se clasifican en\ fig.7:

3


CONCEPTOS BÁSICOS


3) Pentágono, hexágono, heptágono, octágono. Polígono de cinco, seis, siete u ocho lados respectivamente\ fig.7b.

1) Circunferencia. Cónica generada cuando el plano (α) seccionante y el plano base del cono son paralelos; (α0=00). 2) Elipse. Cónica generada cuando el ángulo (α0) es menor que el ángulo (β0); (α0 < β0).

Triángulo equilátero

Pentágono regular

Cuadrado

Hexágono regular

Heptágono regular

3) Parábola. Cónica generada cuando los ángulos (α0) y (β0) son iguales; (α0 = β0).

Octágono regular

4) Hipérbola. Cónica generada cuando el ángulo (α0) es mayor que el ángulo (β0); (α0 > β0).

a) Polígono regular

Triángulo

Cuadrilátero

Pentágono

Hexágono

Heptágono

Octágono

Un ángulo obtuso

Tres ángulos agudos

El estudio de las cónicas es de gran importancia en los campos de la Óptica, Astronomía, Física, Biología, Informática, Ingeniería, entre otras, ya que son la base del diseño y construcción de lentes, espejos, y superficies: elípticas, circulares parabólicas e hiperbólicas, los cuales son componentes esenciales de: microscopios, telescopios, radares, antenas parabólicas, teodolitos, distanciómetros, etc, de gran uso en estas ciencias.

b) Polígono irregular Tres ángulos Dos ángulos Tres ángulos iguales iguales diferentes

α α

β

Triángulo equilátero

b) Curvas Matemáticas, Físicas, Estadísticas, etc. Estas curvas son generadas por ecuaciones propias de cada una de estas ciencias, y su estudio es de gran utilidad en la solución de problemas relacionados con las mismas. En la fig.8b se muestra una curva trigonométrica.

γ

α α

α

Un ángulo recto

β

Triángulo isósceles

α

Triángulo escaleno

Triángulo rectángulo

Triángulo obtusángulo

Triángulo acutángulo

c) Triángulo. Polígono de tres lados a a

a a Cuadrado

a

b a

α

β

a

a

β

α

a a

α

β

β

α

b

a

b Rectángulo

c) Espiral de Arquímides. Curva del plano, generada por un punto (P) que se mueve con velocidad lineal constante (v), a lo largo de una recta (a); mientras esta gira, con velocidad angular uniforme (ϖ), alrededor de un punto fijo contenido en ella\ fig.8c.

b

Rombo

d) Involuta ó Envolvente. Curva del plano, generada por un punto fijo (P) de un hilo, mientras este se desenrolla a partir de un segmento, polígono regular ó circunferencia\ fig.8d.

Romboide

Paralelogramo. Cuadrilátero con lados opuestos paralelos

a

a α Trapecio

Trapecio rectángulo

La involuta de un círculo se utiliza en la construcción de los dientes de engranajes.

α

Trapecio isósceles

Trapecio. Cuadrilátero con solo dos lados paralelos

e) Cicloide. Curva del plano, generada por un punto fijo (P) de una circunferencia que ruede sin deslizarse a lo largo de una recta (a)\ fig.8e.

Trapezoide. Cuadrilátero sin lados paralelos

d) Cuadrilátero. Polígono de cuatro lados

Las cicloides tienen aplicación en la construcción de los dientes de engranajes.

fig.7.\ Polígono.

f)

CURVA. Línea del plano o del espacio que no tiene segmentos rectos. Las curvas se clasifican en:

La catenaria, tiene gran aplicación en la Ingeniería Eléctrica para el diseño y colocación de líneas eléctricas, ya que los cables, al ser suspendidos, generan este tipo de curvas y su estudio permite determinar los esfuerzos a que serán sometidos por la acción de su propio peso. En la Ingeniería Civil se aplican en el diseño y construcción de puentes colgantes.

a) Cónica. Curva que se genera al seccionar un cono recto de revolución con un plano\ fig.8a. DEPENDIENDO DE LA RELACIÓN ENTRE LOS ÁNGULOS: o

α : Ángulo que forma el plano (α) seccionante con el plano base del cono. o

Catenaria. Curva plana que forma, por la acción de su propio peso, un hilo, completamente homogéneo, flexible e inextensible, cuando se fijan dos de sus puntos\ fig.9a.

g) Helice. Curva del espacio, generada por un punto (P), de una recta (a), la cual se desplaza, con velocidad constante (v), y rota, con velocidad constante (ϖ), sobre otra recta (e), con la que se corta (fig.9b). Una hélice puede ser:

2

β : Ángulo que forman las generatrices (g) del cono con el plano base del mismo. LAS CÓNICAS SE DENOMINAN\ fig.8a:

1) Hélice cilíndrica. Si el punto (P) que la genera es un punto fijo de la recta (a)\ fig.9b1.

2

Rectas que contienen al vértice (V) del cono y a un punto (P) de su circunferencia base.

4


CONCEPTOS BÁSICOS


V

aplican también en la Industria Publicitaria para la construcción de avisos publicitarios.

α α

α

α

αο

g βο β

P

Circunferencia α0 = 00

a) Catenaria

ο αο β

βο

ο

Elipse α0 < β 0

αο

Parábola α0 = β 0

Hiperbola α0 > β 0

a) Cónica b) Hélice

f(x)=seno α0

1,0

e

0,5 0 00

900

1800

2700

3600

e

α0

P

-0,5

v

-1,0

v

ϖ

1) Hélice Cilíndrica

b) Curva trigonométrica

vp

P

a

a

ϖ

2) Hélice Cónica

fig.9.\ Catenaria - Hélice. v

CÍRCULO.

a

Figura geométrica plana limitada por una circunferencia. En la fig.10. Se muestran el círculo y sus partes.

P ϖ

Tangente

Circunferencia

Arco Radio Radio Diámetro

Círculo

Cuerda Secante

c) Espiral de Arquímides

A

P A

B

Involuta de una Recta.

P

B

D C

Involuta de un Polígono.

Círculos Concéntricos

Cuadrante

Sector

P

Segmento

Involuta de un Círculo.

d) Involuta ó (envolvente)

Semicírculo

Círculos Excéntricos

fig.10.\ Círculo y sus partes.

a

SUPERFICIE.

P

Configuración geométrica que posee solo dos dimensiones. Los principales tipos de superficie son:

e) Cicloide

a) Superficie reglada. Superficie generada por el movimiento de una recta, denominada generatriz (g), manteniéndose en contacto con otra ú otras líneas, denominadas directrices (d), y cumpliendo además ciertas condiciones particulares. Entre las superficies regladas se pueden mencionar\ fig.11:

fig.8.\ Curva. 2) Hélice cónica. Si el punto (P) que la genera, se mueve, con velocidad lineal constante (vp), a lo largo de la recta (a)\ fig.9b2. Las hélices tienen aplicación en la Ingeniería Mecánica para la construcción de roscas de tornillos y tornillos sin fín para engranajes transportadores; también en la Ingeniería Civil y Arquitectura las hélices se utilizan para el diseño y construcción de escaleras en espiral (escaleras de caracol); se

1) Plano. Superficie reglada generada por el movimiento de una generatriz (g), que se mantiene en contacto con una directriz (d) recta, siendo paralelas todas las posiciones de la generatriz\ fig.11a.

5


CONCEPTOS BÁSICOS


b) Superficie de curvatura simple. Superficie reglada en la cual cada dos posiciones adyacentes de la generatriz (g) son coplanares (son paralelas o se cortan)\ fig.11b.

a) Plano

g d

Las superficies de curvatura simple son superficies desarrollables, es decir que pueden extenderse sobre un plano. Ejemplos de estas superficies son:

e

1) Superficie cilindrica. Superficie generada por el movimiento de una generatriz (g) que se mantiene en contacto con una directriz (d) curva, siendo además paralelas todas las posiciones de la generatriz. Las superficies cilíndricas pueden ser\ fig.11b1: i)

g g

d

Superficie cilindrica de revolución. Superficie cilíndrica en la cual todas las posiciones de la generatriz (g) equidistan de un eje (e), paralelo a ella.

Superficie cilindrica de revolución

V

V

g d

g

2) Superficie cónica. Superficie reglada generada por el movimiento de una generatriz (g), manteniéndose en contacto con una directriz (d) curva, teniendo, todas las posiciones de la generatriz (g), un punto común (V), denominado vértice. Se clasifican\ fig.11b2:

e d Superficie cónica de revolución.

Superficie cónica de nó revolución.

2) Superficie cónica

Superficie cónica de revolución. Superficie cónica en la cual, todas las posiciones de la generatriz (g), forman el mismo ángulo con un eje (e), que pasa por el vértice (V).

b) Superficies de curvatura simple d1 δ Plano Director

ii) Superficie cónica de nó revolución. Superficie cónica en la cual no es posible definir un eje (e), que forme el mismo ángulo con todas las posiciones de la generatriz.

d1

δ Plano Director

g

g

d2 d2 Plano Director

c) Superficie alabeada. Es una superficie reglada nó desarrollable, es decir, en la cual, dos posiciones sucesivas de la generatriz no son coplanares. Entre este tipo de superficies, se puede citar\ fig.11c:

Plano Director

1) Cilindroide

2) Conoide

g2

d1

δ Plano Director

La generatriz (g) se desplaza 1) Cilindroide. manteniéndose paralela a un plano director (δ) y apoyada sobre dos directrices (d1 y d2) curvas\ fig.11c1.

g2

P P

d1

La generatriz (g) se desplaza 2) Conoide. manteniéndose paralela a un plano director (δ) y apoyada sobre dos directrices, siendo una de ellas recta (d1) y la otra curva (d2)\ fig.11c2.

g1

d2

Paraboloide Hiperbólico.

d2

α0 g1

Hiperboloide de Revolución.

3) Superficie doblemente reglada

c) Superficies alabeadas

3) Superficie doblemente reglada. Superficie reglada en la cual por cada uno de sus puntos pasan dos generatrices (g1 y g2). Entre ellas se pueden citar\ fig.11c3: i)

Superficie cilindrica de nó revolución

1) Superficie cilindrica

ii) Superficie cilindrica de nó revolución. Superficie cilíndrica en la cual no es posible definir un eje (e) que equidiste de todas las posiciones de la generatriz (g).

i)

d

fig.11.\ Superficies Regladas. d) Superficie de doble curvatura. Son superficies generadas por el movimiento de una generatriz (g) curva. Estas superficies no contienen líneas rectas y por lo tanto no son desarrollables. Entre ellas son muy conocidas las cuádricas, las cuales son superficies generadas por la rotación de una curva cónica alrededor de uno de sus ejes. Las cuádricas son\ fig.12:

Paraboloide hiperbólico. La generatriz (g) se desplaza manteniéndose paralela a un plano director (δ) y apoyada sobre dos directrices rectas (d1 y d2) que se cruzan.

ii) Hiperboloide de revolución. La generatriz (g) se apoya sobre dos directrices (d1 y d2) circulares, paralelas, y se mueve manteniendo constante el ángulo (α0) que forma ellas.

1) Esfera. La generatriz (g) es una circunferencia. 2) Elipsoide. La generatriz (g) es una elipse.

6


CONCEPTOS BÁSICOS


3) Paraboloide. La generatriz (g) es una parábola.

A) Prisma regular recto. Prisma regular cuyo eje (e), es perpendicular a las bases; en cuyo caso todas sus caras laterales son rectángulos iguales.

4) Hiperboloide. La generatriz (g) es una hipérbola.

e g

g

g

Elipsoide

Prisma cuyas bases son iv) Paralelepípedo. paralelogramos. Pueden ser a su vez rectos u oblicuos.

g g

e

Esfera

B) Prisma regular oblicuo. Prisma regular cuyo eje (e), no es perpendicular a las bases.

e

e

Paraboloide

4) Pirámide. Poliedro definido por un polígono base, y cuyas caras laterales son triángulos que poseen un vértice común (V), denominado vértice de la pirámide, no contenido en el plano base. La recta que pasa por el vértice de la pirámide y el centro geométrico de la base se denomina eje de la pirámide (e). Las pirámides se denominan\ fig.13d:

Hiperboloide

fig.12.\ Superficies de doble curvatura.

SÓLIDO.

i)

Espacio limitado por superficies. Se clasifican en: a) Poliedro. Sólido limitado por superficies planas (polígonos). Los polígonos que limitan al sólido se denominan caras; los lados de estos polígonos aristas; y los puntos donde concurren varias aristas vértices. Los poliedros se denominan\ fig.13:

ii) Pirámide oblicua. Si el eje (e), no es perpendicular a la base. iii) Pirámide regular. Pirámide cuya base es un polígono regular. Pueden a su vez ser: A) Pirámide regular recta. Pirámide regular cuyo eje (e), es perpendicular a la base; en cuyo caso, todas sus caras laterales son triángulos isósceles iguales.

1) Poliedro irregular. Poliedro que posee caras diferentes y/o aristas de longitudes distintas. Según el número de sus caras, se denominan: Tetraedro, pentaedro, hexaedro, heptaedro ú octaedro. Poliedro de cuatro, cinco, seis, siete, u ocho caras respectivamente\ fig.13a.

B) Pirámide regular oblicua. Pirámide regular cuyo eje (e), no es perpendicular a la base. b) Cuerpo redondo. Sólido que contiene superficies curvas. Entre ellos se pueden mencionar\ fig.14:

2) Poliedro regular. Poliedro cuyas caras son polígonos regulares iguales, y todas sus aristas son de igual longitud; en consecuencia, todos sus vértices están contenidos en una esfera. Los poliedros regulares son cinco y se denominan\ fig.13b: i)

1) Cilindro. Sólido limitado por una superficie cilíndrica y por dos bases planas paralelas. La recta que pasa por los centros geométricos de las bases se denomina eje del cilindro (e), y es paralela a la generatriz (g) de la superficie cilíndrica. Los cilindros pueden ser\ fig.14a:

Tetraedro regular. Poliedro definido por cuatro triángulos equiláteros iguales.

ii) Hexaedro regular (cubo). Poliedro definido por seis cuadrados iguales.

i)

iii) Octaedro regular. Poliedro definido por ocho triángulos equiláteros iguales.

Cilindro recto. Si el eje (e), es perpendicular a las bases.

ii) Cilindro oblicuo. Si el eje (e), no es perpendicular a las bases.

iv) Dodecaedro regular. Poliedro definido por doce pentágonos regulares iguales.

iii) Cilindro de revolución. Cilindro limitado por una superficie cilíndrica de revolución. Pueden a su vez ser:

v) Icosaedro regular. Poliedro definido por veinte triángulos equiláteros iguales.

A) Cilindro de revolución recto. Cilindro de revolución cuyo eje (e), es perpendicular a las bases.

3) Prisma. Poliedro definido por dos polígonos iguales y paralelos (bases) y cuyas caras laterales son paralelogramos. La recta que une los centros geométricos de las bases se denomina eje del prisma (e). Los prismas se denominan\ fig.13c: i)

Pirámide recta. Si el eje (e), es perpendicular a la base.

B) Cilindro de revolución oblicuo. Cilindro de revolución cuyo eje (e), no es perpendicular a las bases.

Prisma recto. Si el eje (e), es perpendicular a las bases; en cuyo caso todas sus caras laterales son rectángulos.

2) Cono. Sólido limitado por una superficie cónica y por una base plana. La recta que pasa por el vértice (V), de la superficie cónica y el centro geométrico de la base se denomina eje del cono (e). Los conos pueden ser\ fig.14b:

ii) Prisma oblicuo. Si el eje (e),no es perpendicular a las bases. iii) Prisma regular. Prisma cuyas bases son polígonos regulares. Pueden a su vez ser:

7


CONCEPTOS BÁSICOS


Cono recto. Si el eje (e), es perpendicular a la base.

i)

ii) Toro (anillo). Su superficie la genera una circunferencia ó una elipse, que gira alrededor de un eje (e), coplanar con ella, y situado fuera de ella.

ii) Cono oblicuo. Si el eje (e), no es perpendicular a la base. iii) Cono de revolución. Cono limitado por una superficie cónica de revolución. Pueden a su vez ser:

e

e

e

e

A) Cono de revolución recto. Cono de revolución cuyo eje (e), es perpendicular a la base. B) Cono de revolución oblicuo. Cono de revolución cuyo eje (e), no es perpendicular a la base.

Cilindro recto

Cilindro oblicuo

Cilindro recto de revolución

Cilindro de nó revolución

Cilindro de revolución oblicuo

Cilindro de revolución

a) Cilindro e

e V

Tetraedro

Pentaedro

Hexaedro

Heptaedro

e

V

e

V

V

Octaedro. Cono recto

a) Poliedros irregulares

Cono oblicuo

Cono recto de revolución

Cono de nó revolución

Cono de revolución oblicuo

Cono de revolución b) Cono e

Tetraedro regular

Hexaedro regular (cubo)

Octaedro regular

Dodecaedro regular

Icosaedro regular

b) Poliedros regulares e

e

Esfera

e

e

Elipsoide

Paraboloide

Hiperboloide

Toro

Sólidos limitados por superficies cuádricas c) Sólidos de revolución

fig.14.\ Cuerpos redondos.

Prisma recto

Prisma oblicuo

Prisma irregular

e

Prisma regular recto

TRAZADO.

Prisma regular oblicuo

Prisma regular

c) Prismas

e

e

En la fig.15, se muestran los tipos básicos de trazado, utilizados en la elaboración de un dibujo.

e Contorno visible Procedimiento Contorno invisible

Pirámide recta

Pirámide oblicua

Pirámide irregular

Pirámide regular recta

d) Pirámides

Eje

Pirámide regular oblicua

Verdadero tamaño

Pirámide regular

Cota

fig.13.\ Poliedros.

fig.15.\ Líneas de trazado.

3) Sólido de revolución. Sólido limitado por una generatriz curva que rota alrededor de un eje. Entre ellos se pueden mencionar\ fig.14c: i)

Esfera, elipsoide, paraboloide e hiperboloide. Espacios limitados por estos tipos de superficie ya descritas.

8


TRAZADO


0

a) Rectas a 45

EL JUEGO DE ESCUADRAS.

0

b) Rectas a 75

b

b

Un juego de escuadras, se compone de una escuadra y un cartabón. Siendo la hipotenusa de la escuadra, de igual longitud que el cateto mayor del cartabón\ fig.16.

a 0

45

Cartabón

Escuadra

0

30

1

2

b

a

a

0

45

0

60

fig.16.\ Juego de escuadras.

TRAZADO DE RECTAS CON LAS ESCUADRAS.

0

c) Rectas a 15

Por medio de las escuadras, pueden trazarse rectas paralelas, rectas perpendiculares y rectas que se corten a cualquier ángulo que sea múltiplo de 150, según puede observarse en las fig.17 a fig.19:

0

a) Por un punto (T), contenido en la circunferencia.\ fig.20.

a)

t

b) T

a

a

0

TRAZADO DE UNA RECTA (t) TANGENTE A UNA CIRCUNFERENCIA.

b⊥a

b // a

0

fig.19.\ Trazado de rectas a 45 ; 75 y 15 .

T O

O

t a) Rectas paralelas

b) Rectas perpendiculares

fig.17.\ Trazado de rectas paralelas; y perpendiculares.

b

fig.20.\ Recta (t), tangente a una circunferencia, en un punto (T) de ella.

b

b) Por un punto (A), no contenido en ella. Ejemplo: Trazar una recta (t), tangente a una circunferencia, y que pase por un punto (A) externo a ella\ fig.21a: Solución: a

a

0

a) Rectas a 30

a) Se traza el segmento (A-O), y se define su punto medio (M)\ fig.21b. b) Con centro en (M), se dibuja el arco que pase por el centro (O) de la circunferencia, determinando sus puntos de corte (T1 y T2) con la misma.

0

b) Rectas a 60 0

0

fig.18.\ Trazado de rectas a 30 ; y 60 .

c) Las rectas (t1 y t2), que parten del punto (A) y pasan por los puntos (T1 y T2), son tangentes a la circunferencia.

9


TRAZADO


a

b O

M

A

A

a

t1

T1

SEGMENTO

EN

0

0

60

60

r

t2

B

r C

fig.24.\ Dibujo de un triángulo equilátero (ABC), conocido el vértice (A) y la recta (r) que contiene al lado (B-C).

fig.21.\ Recta (t), tangente a una circunferencia, y que pase por un punto (A), externo a ella.

UN

A

O

T2

DIVISIÓN DE IGUALES.

b

A

PARTES

a

Ejemplo: Dividir el segmento (A-B) en cinco partes iguales\ fig.22a.

C

b

O

A

O

A

Solución: a) Se traza una recta (r) cualquiera, que pase por uno de los extremos del segmento; en el ejemplo se trazó por el punto (A)\ fig.22b.

B

fig.25.\ Dibujo de un triángulo equilátero (ABC), conocido el vértice (A) y la circunferencia que lo circunscribe.

b) Se marcan en la recta (r), y a partir del punto (A), cinco divisiones iguales. c) Se transportan, mediante rectas paralelas, las cinco divisiones de la recta (r), al segmento (A-B).

b) CUADRADO\ ver fig.26; y fig.27. a

b

5

r

D

4

C

D

C

3 2 1 0

0

45 A

A

A B

B

0

45

A

B

B

a) Trazando perpendiculares y diagonales.

fig.22.\ División de un segmento en cinco partes iguales.

A

B

b) Trazando perpendiculares y arcos.

fig.26.\ Dibujo de un cuadrado (ABCD), conocido el lado (AB).

TRAZADO DE POLÍGONOS REGULARES. a) TRIÁNGULO EQUILÁTERO\ ver fig.23; fig.24; y fig.25. C

a C

A 0

60 A

B

B

b

O

A

O

C

0

60

A

B a) Por medio de los ángulos.

A

B D

b) Cortando arcos.

fig.27.\ Dibujo de un cuadrado (ABCD), conocido el vértice (A), y la circunferencia que lo circunscribe.

fig.23.\ Dibujo de un triángulo equilátero (ABC), conocido el lado (AB) .

10


TRAZADO


d) HEXÁGONO REGULAR\ ver fig.30; y fig.31. c) PENTÁGONO REGULAR\ ver fig.28; y fig.29.

a

b

F 1

r=A-2

E

D

600

600

C

C 0

A

A

B

A

M Punto medio de (A-B)

60

A

B

fig.30.\ Dibujo de un hexágono regular (ABCDEF), conocido el lado (AB).

2

B

B

b) Se define el vértice (C)

a

a

b

D

E

D r r=A-2

E

C

E

O

C

C

O

F r A

A A

M

A

B

c) Se define el vértice (E)

M

B

B

fig.31.\ Dibujo de un hexágono regular (ABCDEF), conocido el vértice (A) y la circunferencia que lo circunscribe.

d) Se define el vértice (D)

fig.28.\ Dibujo de un pentágono regular (ABCDE), conocido el lado (AB).

e) HEPTÁGONO REGULAR\ ver fig.32; y fig.33. a

E

b

D

F A

A

O G

C 0

30 O

A

O

a

E

A

c

O

B

B

fig.32.\ Dibujo de un heptágono regular (ABCDEFG), conocido el lado (AB).

b A

r=AB

A

B

E

d

1a

A

G

B

O

O

r=A-B

D

A

b

F

C

O C

r

E

fig.29.\ Dibujo de un pentágono regular (ABCDE), conocido el vértice (A) y la circunferencia que lo circunscribe.

B

r

D

fig.33.\ Dibujo de un heptágono regular (ABCDEFG), conocido el vértice (A) y la circunferencia que lo circunscribe. f) OCTÁGONO REGULAR\ ver fig.34; y fig.35.

11


TRAZADO


a

b

El método general mostrado en la fig.36, se basa en dividir la circunferencia que circunscribe al polígono, en tantas partes iguales, como el número de lados que tendrá el polígono a dibujar.

D

C

A

0 B 45

A

B

c

F

d

El método general mostrado en la fig.37, se basa en dividir el diámetro de la circunferencia que circunscribe al polígono, en tantas partes iguales, como el número de lados que tendrá el polígono a dibujar.

E

D

G

D

C

H

C

1

A 1

1

a) Se divide el diámetro en siete partes iguales. Y se definen los 1 vértices (V y V ).

450

B 45

A

0

A

B

2

2 3

V

3

O

4

1

V

4 5

5

6

fig.34.\ Dibujo de un octágono regular (ABCDEFGH), conocido el lado (AB).

6 7

7

A A

a

A

b H

B 450

G

O

b) Se trazan, desde los vértices 1 (V y V ), y pasando por las divisiones pares, las rectas que contienen a los vértices del polígono.

450

C

O

F

1

G

V

1

V

4

F

C

5 6

E

D E

B

2 3

7

D

fig.37.\ Dibujo de un heptágono regular, (Método general).

fig.35.\ Dibujo de un octágono regular (ABCDEFGH), conocido el vértice (A) y la circunferencia que lo circunscribe.

MÉTODOS GENERALES DE POLÍGONOS REGULARES.

TRAZADO

DE

b) CONOCIDO UN LADO. El método mostrado en la fig.38, se basa en dividir el semicírculo de radio (A-B), dibujado sobre el lado (A-B) dado, en tantas partes iguales, como lados tendrá el polígono a dibujar.

Por medio de los métodos generales mostrados en las fig.36, a fig.38, se pueden dibujar polígonos regulares de cualquier número de lados. a) CONOCIDO UN VÉRTICE (A) Y LA CIRCUNFERENCIA QUE LA CIRCUNSCRIBE. 0

O =360 0

360 7

0

= 51,428 0

308,6

51,428 x 1 = 51,4 51,4280 x 2 = 102,9o 51,4280 x 3 = 154,3o 51,4280 x 4 = 205,7o 51,4280 x 5 = 257,1o 51,4280 x 6 = 308,6o 51,4280 x 7 = 360,0o

51,4

128,6

0

B

G

o

b

0

= 25,714

154,30

0

E

77,10

102,90

A

0

0

180 7

0

F1

E1

F D1

G

D

51,40 25,70 C1

O 257,10

1800

C

F

E 205,70

102,90

A

B

a) Se divide el semicírculo de radio (A-B) en siete partes iguales.

D 154,30

00

F1

E1 D1

G

C C1

A

B



12


ESCALA


esc: 2/1 0

ESCALA. Es la proporción de aumento o disminución que existe entre las dimensiones reales y las dimensiones representadas de un objeto. En efecto, para representar un objeto de grandes dimensiones, deben dividirse todas sus medidas por un factor mayor que uno, en este caso denominado escala de reducción; y para representar objetos de pequeñas dimensiones, todas sus medidas se multiplican por un factor mayor que uno, denominado escala de ampliación. La escala a utilizar se determina entonces en función de las medidas del objeto y las medidas del papel en el cual será representado. El dibujo hecho a escala mantendrá de esta forma todas las proporciones del objeto representado, y mostrará una imagen de la apariencia real del mismo. Finalmente, deben indicarse sobre el dibujo las dimensiones del objeto real, y la escala en que ha sido elaborado.

escala natural esc: 1/1 0 1 cm

esc: 1/1,25 0 1 cm

a

esc: 2/1

b

esc: 1/2

c

1 cm 1 cm 1 cm 1 cm

2

2

2

3

3

esc: 1/2 0

En la fig.39a, se muestra un cuadrado de 1 cm. de lado dibujado en sus dimensiones reales (dibujado a escala natural ó escala 1/1). En la fig.39b, se muestra el mismo cuadrado representado en escala 2/1 (multiplicadas sus medidas por dos). Y en la fig.39c, se muestra el mismo cuadrado representado en escala 1/2 (divididas sus medidas por dos).

esc: 1/1

1 cm

4

5

5

esc: 1/5 0 5

10 cm

5

6

6

7

7

8

9

10 cm

10 cm

15

20

15

15

30

25

35

esc: 1/7,5 0 5 10 cm 15

20

esc: 1/75 0 1m

2

3

4

5

esc: 1/750 0 10 m

20

30

40

50

25

30

35

40

45

50

55

1 cm

1 cm

fig.39.\ Representaciones a escala de un cuadrado.

En la fig.40, se muestran algunos factores de escalas de reducción y ampliación. escalas de reducción

4

5

esc: 1/2,5 0

3

fig.41.\ Escalas.

escalas de ampliación

escala

factor de reducción

longitud de representación de 1 metro

escala

factor de aumento

1/1 1/1,25 1/2 1/2,5 1/5 1/7,5 1/10

1 1,25 2 2,5 5 7,5 10

100 cms. 80 cms. 50 cms. 40 cms. 20 cms. 13,33 cms. 10 cms.

1/1 1,33/1 2/1 4/1 5/1 8/1 10/1

1 1,33 2 4 5 8 10

ESCALÍMETRO.

longitud de representación de 1 cm.

Es una regla ó un juego de reglas simultáneamente varias escalas diferentes.

1 cms. 1,33 cms. 2 cms. 4 cms. 5 cms. 8 cms. 10 cms.

que

contiene

Son muy comunes los escalímetros de forma triangular que contienen seis escalas como el mostrado en la fig.42.

fig.40.\ Factores de escalas de reducción y ampliación.

Para evitar la realización de multiplicaciones ó divisiones en la elaboración de un dibujo a escala, se trabaja con reglas graduadas denominadas escalas, las cuales son construidas en base a los factores de reducción ó ampliación de las respectivas escalas. En la fig.41, se muestran algunas de estas escalas.

fig.42.\ Escalímetro.

13


capítulo 2

SISTEMAS DE PROYECCIÓN. En este capítulo se hace una breve descripción de los sistemas de proyección mas utilizados en Ingeniería y Arquitectura, describiendo el fundamento básico de la ejecución de proyecciones en estos sistemas.

El objetivo principal del capítulo es que el estudiante conozca estos sistemas de proyección, y sepa identificar cuando un objeto esta representado en cada uno de ellos. Al igual que el capítulo anterior, el carácter del presente capitulo es básicamente informativo por lo tanto se presentan las características mas esenciales de estos sistemas de proyección sin entrar en descripciones profundas de sus métodos de trabajo.


SISTEMAS DE PROYECCIÓN


1) Proyección ortogonal. También denominada proyección ortográfica. Se obtiene cuando las proyectantes son perpendiculares al plano de proyección. La proyección ortogonal es muy utilizada en el diseño de piezas mecánicas y maquinarias\ fig.44a.

SISTEMAS DE PROYECCIÓN. Un sistema de proyección es un sistema por medio del cual puede ser definida la proyección de un objeto sobre una superficie. En todo sistema de proyección intervienen cuatro elementos denominados:\ fig.43:

Los principales tipos de proyección ortogonal son: i)

a) Objeto. Es el objeto que se desea representar. Puede ser un punto, recta, plano, superficie, sólido, etc; en fin cualquier elemento geométrico ú objeto en si. b) Punto de observación. Punto desde el cual se observa el objeto que se quiere representar. Es un punto cualquiera del espacio.

Proyección en vistas múltiples. Cada vista es una proyección ortográfica. Para obtener una vista se coloca el plano de proyección preferentemente paralelo a una de las caras principales del objeto\ fig.45.

c) Superficie de proyección. Es la superficie sobre la cual se proyectará el objeto. Generalmente es un plano; aunque también puede ser una superficie esférica, cilíndrica, cónica, etc. d) Proyectantes. Son rectas imaginarias que unen los puntos del objeto con el punto de observación.

Punto de observación muy lejano

La proyección (P') de cualquier punto (P) del objeto se obtiene interceptando su proyectante con el plano de proyección.

fig.45.\ Vista ortográfica. Superficie de Proyección Proyectante

Los objetos se representan generalmente en tres vistas ortográficas. Los métodos utilizados para determinar estas vistas son:

P

P’

Objeto

A) Proyección en el séptimo triedro (séptimo octante). Usado en los Estados Unidos y Canadá.\ fig.46.

Punto de Observación Proyección

fig.43.\ Sistema de proyección.

Séptimo triedro

LOS SISTEMAS DE PROYECCIÓN MAS USADOS SON: a) Proyección cilíndrica. Se obtiene cuando el punto de observación se encuentra a una distancia tan grande del objeto, que permita considerar que las proyectantes son paralelas al interceptarse con el plano de proyección (fig.44). Los principales tipos de proyección cilíndrica son:

A

A

A’

A’ C

C C’ B

C’

Planta B

B’

B’

a) Proyección ortogonal

b) Proyección oblicua

fig.44.\ Proyección cilíndrica.

Frontal

Derecha

fig.46.\ Proyección en vistas múltiples en el séptimo triedro.

15




iii) Proyección axonométrica. Se obtiene cuando el plano de proyección no es paralelo a ninguno de los tres ejes principales del objeto\ fig.49.

B) Proyección en el primer triedro (primer octante). Usado en todo el mundo, excepto en los Estados Unidos y Canadá.\ fig.47.


Primer triedro

fig.49.\ Proyección axonométrica. Derecha

Frontal

La proyección axonométrica, dependiendo de los ángulos que forman entre sí los ejes axonométricos (proyecciones de los ejes principales del objeto), se denomina: A) Proyección isométrica. Se obtiene cuando los tres ángulos que forman los ejes axonométricos son iguales. Al representar objetos en proyección isométrica se mide en una misma escala sobre los tres ejes isométricos.\ fig.50

Planta

fig.47.\ Proyección en vistas múltiples en el primer triedro. ii) Proyección acotada. Es una proyección ortogonal sobre la que se acotan en cada punto, línea, u objeto representado la altura (cota) del mismo con respecto a cualquier plano de referencia que sea paralelo al plano de proyección\ fig.48. La proyección acotada es muy práctica cuando es necesario representar gráficamente objetos irregulares; razón por la cual se usa frecuentemente para el diseño de techos de viviendas; construcción de puentes, represas, acueductos, gasoductos, carreteras, determinación de áreas de parcelas, trazado de linderos, y dibujos topográficos de plantas y perfiles de terrenos, entre otros.

0

120

1

0

1

0

120

120

1

0

30

0

30


fig.50.\ Proyección isométrica. 2

4

B) Proyección dimétrica. Se obtiene cuando solo dos de los tres ángulos que forman los ejes axonométricos son iguales. Al representar un objeto en proyección dimétrica debe medirse en dos de los ejes axonométricos con una misma escala y con una escala diferente en el tercer eje axonométrico. La forma gráfica de determinar la relación entre las escalas sobre los tres ejes axonométricos para cualquier distribución de los mismos, se muestra en la fig.52. No obstante, en la fig.51, se muestran tres distribuciones muy usadas de ejes dimétricos con sus respectivas escalas, estas proporciones difieren muy poco de los

0

4 2

fig.48.\ Proyección acotada.

16




valores teóricos reales, los cuales de ser usados difucultarián grandemente la ejecución de la dimetría.

3

3

/4 1

7 /2

0

1

7 /2

Al definir una proyección oblicua el eje recedente (eje de profundidad del objeto) se puede proyectar o formando cualquier ángulo (α ) con respecto a los o otros dos; e independientemente de este ángulo (α ), la profundidad del objeto se puede proyectar también en cualquier longitud (teóricamente hasta una longitud infinita). Por lo tanto, al dibujar en proyección oblicua, se traza el eje recedente a cualquier ángulo, y se miden las profundidades sobre el en cualquier escala\ fig.54.

/4

0

0

1 2 4 1

1

37 /2

0

1

37 /2

1

0

0

1

2,5 5

0

eY

β

2

3

5 1

α

eX

3

4

2,5

0

γ

0

5 eZ

5

0

0 3

/4

2 4 5 1

1

5

/2

4 3

0

45 1

7 /2

0

fig.52.\ Proyección trimétrica.

1

fig.51.\ Proyecciones dimétricas.

C) Proyección trimétrica. Se obtiene cuando los tres ángulos que forman los ejes axonométricos son diferentes. En la proyección trimétrica cada eje axonométrico posee su propia escala diferente a la de los otros dos.\ fig.52


2) Proyección oblicua. Se obtiene cuando las proyectantes no son perpendiculares al plano de proyección (fig.44b). Preferentemente al dibujar en proyección oblicua se coloca el plano de proyección paralelo a una de las caras principales del objeto; ya que de esta forma dicha cara se proyectará en verdadero tamaño\ fig.53.

fig.53.\ Proyección oblicua.

17

2

1 0




cualquier escala

eje recedente 1

cualquier ángulo

1

fig.54.\ Proyección oblicua.

Sin embargo, la escala a utilizar para el eje recedente debe elegirse en forma intuitiva, en función del ángulo en que se dibuje, de modo que la representación del objeto muestre una apreciación real de su forma y proporciones. Entre las proyecciones oblicuas mas utilizadas se pueden mencionar: i)

fig.57.\ Proyección oblicua aérea.

b) Proyección cónica. Denominada también perspectiva. Se obtiene cuando el punto de observación y el objeto se encuentran relativamente cercanos\ fig.58.

Proyección caballera\ Se originó en el dibujo de las fortificaciones medievales.\ fig.55

Geométricamente, una fotografía es una perspectiva; razón por la cual la proyección cónica sobrepasa en excelencia a los demás sistemas de proyección por ser la que mas se acerca a la vista real obtenida por el observador.

1

1

El dibujo en perspectiva es muy utilizado en el diseño arquitectónico, civil, industrial, publicitario, etc.

0

135

las perspectivas pueden ser:

0

45

1) Perspectiva de un punto de fuga. Se obtiene cuando el plano de proyección es paralelo a una de las caras principales del objeto (el plano de proyección es paralelo a dos de los tres ejes principales del objeto)\ fig.59.

1

fig.55.\ Proyección caballera.

2) Perspectiva de dos puntos de fuga. Se obtiene cuando el plano de proyección es paralelo a solamente uno de los tres ejes principales del objeto\ fig.60.

ii) Proyección de gabinete\ Recibe este nombre debido a que se usó grandemente en la industria del mueble.\ fig.56

1

1

3) Perspectiva de tres puntos de fuga. Se obtiene cuando ninguno de los tres ejes principales del objeto es paralelo al plano de proyección\ fig.61.

/2

0

135

Proyectantes

Plano de Proyección

A A’

0

45

Objeto

C’

1

Punto de Observación

fig.56.\ Proyección de gabinete.

C B’

Proyección

fig.58.\ Proyección cónica. iii) Proyección oblicua aérea. Es una proyección oblicua realizada sobre un dibujo en planta de una edificación, urbanismo, etc. con la finalidad de apreciar su forma tridimensional\ fig.57.

18

B




Punto de observación

Planta

Plano de proyección

Horizonte

Punto de fuga

fig.59.\ Perspectiva de un punto fuga. Perspectiva


Frontal

fig.62.\ Dibujo de una perspectiva de un punto de fuga. Punto de observación

Planta

Plano de proyección

fig.60.\ Perspectiva de dos puntos de fuga.



Horizonte

Punto de fuga

Punto de fuga

Frontal

fig.61.\ Perspectiva de tres puntos de fuga.

fig.63.\ Dibujo de una perspectiva de dos puntos de fuga.

Las perspectivas de uno, dos, y tres puntos de fuga, pueden dibujarse en forma sencilla a partir de las proyecciones en vistas múltiples, como se muestra en las fig.62; fig.63; y fig.64, respectivamente.

19




0

α Planta

β

M1 Punto de fuga

γ

Punto de fuga

M2

M3

Frontal

Punto de fuga

fig.64.\ Dibujo de una perspectiva de tres puntos de fuga.

20

0

0


capítulo 3

PROYECCIÓN DIÉDRICA. Comienza en este capítulo el estudio del sistema de Doble Proyección Ortogonal ó Proyección Diédrica, el cual es el objetivo de estudio principal de esta obra. Se inicia con una descripción de este sistema de proyección, que se basa definir la proyección ortogonal de los objetos en forma simultánea sobre dos planos de proyección perpendiculares entre sí. De esta forma se obtiene dos proyecciones ortogonales del objeto en estudio, por medio de las cuales, se puede concebir la forma tridimensional del mismo.

Una vez que el estudiante comprenda los fundamentos del sistema de Doble Proyección Ortogonal, será capaz de representar objetos, y podrá resolver cualquier problema relacionado con la forma tridimensional de los mismos, sin necesidad de elaborar complicadas perspectivas o representaciones en otros sistemas de proyección mas laboriosos. Después de la descripción de este importante sistema de proyección, comenzamos en este capítulo a ejercitarnos en la elaboración de la doble proyección ortogonal del "objeto" mas simple que puede ser considerado "el punto". Para continuar después con el estudio de la proyección diédrica de la recta y el plano.


PROYECCIÓN DE PUNTOS


DIEDROS.

PROYECCIÓN DE PUNTOS.

También denominados cuadrantes, son las cuatro zonas en que los planos principales de proyección, al considerarse la extensión infinita de ellos, dividen todo el espacio que los rodea\ fig.66b.

DOBLE PROYECCIÓN ORTOGONAL. También llamada proyección diédrica. Es la proyección ortogonal simultánea de un objeto sobre dos planos de proyección perpendiculares entre sí, llamados: planos principales de proyección; y en forma particular denominados: plano vertical de proyección (PV); y plano horizontal de proyección (PH). En la fig.65a, se muestra la proyección diédrica de un punto (A). La nomenclatura utilizada representa:

Z

IC

PV

II C

PL PLANO LATERAL

a) PV :Plano vertical de proyección. b) PH :Plano horizontal de proyección.

Y

PH

III C

IV C

PH

:Posición real del punto (A).

c) A

PV

a) Plano lateral

b) Cuadrantes (Diedros)

v

d) A :Proyección ortogonal del punto (A) sobre el plano vertical de Proyección.

fig.66.\ Plano lateral / Cuadrantes.

h

e) A :Proyección ortogonal del punto (A) sobre el plano horizontal de proyección.

DIBUJO EN PROYECCIÓN DIÉDRICA. En la fig.65b se muestra un esquema en perspectiva del sistema de proyección diédrica; no obstante, la proyección diédrica en sí, no se ejecuta en perspectiva, si no que se facilita su elaboración rotando el plano horizontal de proyección alrededor de la línea de tierra, hasta hacerlo coincidir con el plano vertical de proyección, como lo muestra la fig.67a. En la fig.67b se muestra el mismo esquema en proyección frontal. Y finalmente, la fig.67c, muestra el esquema de trabajo en proyección diédrica; este se obtiene sustituyendo los ejes de coordenadas por una recta horizontal (línea de tierra, ó eje (X)), en la cual se señala el origen por un pequeño segmento vertical que la corta.

Z PV v

A

PV

A O PH

h

A

a) Proyección diédrica del punto (A)

Y

LT

X

PH b) El sistema de doble proyección ortogonal

Es muy importante tener presente que en la representación definitiva (fig.67c), los ejes de coordenadas y el origen no dejan de existir; si no que han sido substraídos de la representación, y aunque no se vean dibujados ellos existen en las posiciones que indica la fig.67b.

fig.65.\ La doble proyección ortogonal (proyección diédrica).

En la fig.65b, se muestra el sistema de proyección diédrica con la siguiente nomenclatura adicional.

Z

a) LT :Línea de tierra. Es la intersección entre los planos vertical y horizontal de proyección.

Z PV

O

b) O :Origen. Punto común a los tres ejes de coordenadas, a partir del cual se miden las coordenadas de los puntos.

PV

X

c) X :Eje de coordenadas (X). Eje sobre el cual se miden las coordenadas (X) de los puntos; coincide con la línea de tierra.

PH

Y

Y

d) Y :Eje de coordenadas (Y). Eje sobre el cual se miden las coordenadas (Y) de los puntos.

a) Giro del plano horizontal de proyección

e) Z :Eje de coordenadas (Z). Eje sobre el cual se miden las coordenadas (Z) de los puntos.

X

O

Y

PH

Y

b) Representación frontal después del giro del PH

c) Representación definitiva utilizada

fig.67.\ Dibujo en proyección diédrica.

COORDENADAS DE UN PUNTO.

PLANO LATERAL DE PROYECCIÓN.

Son las distancias, expresadas en milímetros, que al medirse sobre los ejes de coordenadas, a partir del origen, permiten definir con exactitud la ubicación de un punto en el espacio que lo rodea (fig.68). En proyección diédrica, las coordenadas se denominan:

Es un plano auxiliar de proyección que esta definido por los ejes de coordenadas (Y) y (Z)\ fig.66a. Sobre este plano, cuando sea necesario, se proyectan ortogonalmente los objetos, denominándose estas proyecciones: proyecciones laterales.

X

22

: Distancia al plano lateral.




Y

: Vuelo ó alejamiento.

Z

: Cota ó altura.

Av

Las coordenadas de un punto se expresan siempre en orden y separadas por punto y coma (;), y el nombre del punto es siempre una letra mayúscula ó un número. Por ejemplo, la notación P(08; 16; 10), identifica a un punto (P) con las siguientes coordenadas: PX

: Distancia del punto (P) al plano lateral ... : 08 mms.

PY

: Vuelo del punto (P) ..................................... : 16 mms.

PZ

: Cota del punto (P)....................................... : 10 mms.

A

08 mms.

: Del plano lateral.

16 mms.

: Del plano vertical de proyección.

10 mms.

: Del plano horizontal de proyección.

(PX=08)

P

B

Bh

Bh

Bv

h

Ah

A(AX ; +AY ; +AZ)

B(BX ; -BY ; +BZ)

a) Punto en el primer cuadrante

b) Punto en el segundo cuadrante

Ch

Ch Ch

Dh Cv

Dv

Dv

C

Cv

Dh

Dh

D

C(CX ; -CY ; -CZ)

D(DX ; +DY ; -DZ)

c) Punto en el tercer cuadrante

c) Punto en el cuarto cuadrante

fig.69.\ Ubicación de un punto en un cuadrante.

v

PV

Bv

b) Punto en un plano principal de proyección\ fig.70: 1) Plano vertical de proyección: ......... E(+EX ; 00 ; +EZ).

v

P

v

Bh

Ah

Las coordenadas de un punto, también representan las distancias desde el punto a los planos principales de proyección y al plano lateral. El punto P(08 ; 16; 10), ya mencionado se encuentra a distancias de:

P

Av

A

P

F(+FX ; 00 ; -FZ).

(PZ=10)

2) Plano horizontal de proyección: ..... G(+GX ; +GY ; 00).

(PZ=10) (PX=08)

H(+HX ; -HY ; 00). (Py=16)

(Py=16)

h

P

h

h

P

P

E=Ev

PH 1) Esquema teórico

a) Esquema en perspectiva

Ev

PV Fh

2) Esquema definitivo

Eh

Fh Eh

b) Proyección diédrica

fig.68.\ Representación diédrica del punto P(08 ; 16 ; 10).

Fv

F=Fv

PV

F(FX ; 00 ; -FZ)

E(EX ; 00 ; +EZ)

En la fig.68a se muestra un esquema en perspectiva de la proyección diédrica de este punto (P), y en la fig.68b1, la proyección diédrica propiamente dicha del mismo; las cifras anotadas entre paréntesis indican las medidas reales que deben tener esos respectivos segmentos, estos valores no se escriben en la lámina, de forma que la representación definitiva es la mostrada en la fig.68b2.

a) Punto en el plano vertical de proyección

Gv

PH

Hh Gv

h

G=G

PH

H

Gh

G(GX ; +GY ; 00)

Las coordenadas de un punto, pueden tener valor: positivo, cero, ó negativo, dependiendo la posición que este ocupe con respecto al origen; aunque generalmente se evita asignar valores negativos a la coordenada (X).

Hh

v

Gh

POSICIONES PARTICULARES DE UN PUNTO.

H=Hh

Hv

H(HX ; -HY ; 00)

b) Punto en el plano horizontal de proyección

fig.70.\ Ubicación de un punto en un plano principal de proyección.

Con respecto a un sistema de proyección diédrica, las posiciones que puede ocupar un punto en el espacio son:

c) Punto en el plano lateral\ fig.71: Puede además estar en: 1) PL y primer cuadrante: ................... Ι(00 ; +ΙY ; +ΙZ).

a) Punto en un cuadrante\ fig.69:

2) PL y segundo cuadrante: ................ J(00 ; -JY ; +JZ).

1) Primer cuadrante: ............................ A(+AX ; +AY ; +AZ).

3) PL y tercer cuadrante: .................... K(00 ; -KY ; -KZ).

2) Segundo cuadrante: ........................ B(+BX ; -BY ; +BZ).

4) PL y cuarto cuadrante: ................... L(00 ; +LY ; -LZ).

3) Tercer cuadrante: ............................ C(+CX ; -CY ; -CZ). 4) Cuarto cuadrante: ........................... D(+DX ; +DY ; -DZ).

23




Z

PL v

v

Ι

Ι

J

J

Jh

Ι

R=Rv

Jv

Jv

h

Ι

Z

h

Rh

Jh

Sh

h

Ι

Sh

Rv

h

Ι

PL

S=S

J(00 ; -JY ; +JZ)

Ι(00 ; +IY ; +IZ) a) Punto en el PL y primer cuadrante

v

Sv

Rh

b) Punto en el PL y segundo cuadrante

R(00 ; 00; +RZ)

S(00 ; 00; -SZ)

fig.74.\ Punto en el eje (Z). PL K

PL

Kh

h

L

Kh

PROYECCIÓN LATERAL DE UN PUNTO.

h

K

Kv

Kv

Lv

L

Se llama así a la proyección ortogonal de un punto sobre el plano lateral\ fig.75.

Lh

Lh

Lv

En este sistema de proyección, el punto de observación se encuentra a una distancia infinita del plano lateral, en dirección del eje (X), el cual se proyecta en su totalidad en el punto de origen (O).

L(00 ; +LY ; -LZ)

K(00 ; -KY ; -KZ) c) Punto en el PL y tercer cuadrante

b) Punto en el PL y cuarto cuadrante

Z

fig.71.\ Ubicación de un punto en el plano lateral.

PL

d) Punto en el origen\ fig.72a: ....................M(00 ; 00 ; 00).

Z v

l

A

l

A

A

AZ

O M=Mv=Mh

X v

M =M

Y

AZ

N=Nv=Nh

X

h

A

h

AY

A

AY

Origen eje X

Y

Nv=Nh

fig.75.\ Proyección lateral. M(00 ; 00; 00)

N(NX ; 00; 00)

a) Punto en el origen

b) Punto en el eje (X)

El punto de observación, puede también ubicarse en sentido opuesto al eje (X), resultando en esta caso, la proyección lateral, como se muestra en la fig.76.

fig.72.\ Punto en el origen; punto en el eje (X) (línea de tierra).

e) Punto en un eje de coordenadas: Z

1) Eje (X): fig.72b..................................N(+NX ; 00 ; 00).

PL

2) Eje (Y): fig.73....................................P(00 ; +PY ; 00). Q(00 ; -QY ; 00).

A

l

A

3) Eje (Z): fig.74....................................R(00 ; 00 ; +RZ).

A

AZ

h

Y

Q Pv

Q=Qh

Qv P

v

A

X

Origen eje X

Y

fig.76.\ Proyección lateral. h

Q

Y

Ph Ph

P(00 ; +PY; 00)

l

A

AZ h

Y

AY

AY

O

S(00 ; 00 ; -SZ).

P=Ph

Z v

En el sistema de proyección lateral, los planos vertical (PV) y horizontal (PH) de proyección, se encuentran totalmente proyectados sobre los ejes (Z) e (Y) respectivamente, los cuales se observan cortándose a 900, como puede observarse en las fig.75 y fig.76.

Qv

Q(00 ; -QY; 00)

fig.73.\ Punto en el eje (Y).

24




REPRESENTACIÓN DE PROYECCIÓN LATERAL.

PUNTOS

EJE (Y): Coincide con la línea de tierra, y se dirige hacia la derecha ó izquierda (en el ejemplo hacia la derecha).

EN

En la fig.77a, se representan las proyecciones laterales de los puntos (A,B,C y D), ubicados en los cuadrantes (I; II; III y IV), respectivamente, y en la fig.77b se representan las proyecciones laterales de los mismos puntos, cambiando el sentido del eje (Y).

a

b

Z l

A

+AY Al l

-BY

B +BZ

Y D

+DY

l

l

B +BZ

-CZ

-BY

+AZ

Y +DY

-CZ

-CY

-CY l

A(AX; +AY; +AZ)

c) Se rota, mediante un arco con centro en el punto (O) y recorriendo un cuadrante par (en el ejemplo el IV C), el vuelo (AY) del punto (A), desde el eje (Z) hasta el eje (Y) l (fig.78d); y se define la proyección lateral (A ) del punto (A) por medio de rectas paralelas a los ejes (Z e Y).

Z

+AY

+AZ -DZ

b) Se trasladan la cota (AZ) y el vuelo (AY) del punto (A) hacia el eje (Z)\ fig.78c.

C B(BX; -BY; +BZ)

Ejemplo1: Definir las proyecciones laterales de los puntos (A;B;C; y D)\ fig.79a.

-DZ D

l

Solución:

l

C C(CX; -CY; -CZ)

En la fig.79b, se muestra como obtener las proyecciones laterales de estos puntos; ubicando el eje (Z) a igual distancia al plano lateral que el punto (B), y dirigiendo el eje (Y) hacia la derecha.

D(DX; +DY; -DZ)

fig.77.\ Proyección lateral\ ejemplos.

Puede observarse en la fig.79b, que los arcos han sído trazados recorriendo sólo los cuadrantes pares (II C ó IV C). La razón de esto es mantener el signo del vuelo de los respectivos puntos en ambos sistemas, ubicando sus proyecciones laterales en el cuadrante correcto.

OBTENCIÓN DE LA PROYECCIÓN LATERAL DE UN PUNTO, A PARTIR DE SU PROYECCIÓN DIÉDRICA. Generalmente la proyección lateral de un punto se obtiene a partir de su doble proyección ortogonal. En la fig.78, se muestra, a manera de ejemplo, el procedimiento a seguir l para determinar la proyección lateral (A ) de un punto (A), a v h partir de sus proyecciones vertical (A ) y horizontal (A ) (fig.78a) siguiendo para ello el procedimiento siguiente:

h

a

B

b v

A

v

A

Z

b

h

d

Z

l

AY

II C

O

A

h

l

A

v

A

v

D

h

C

l

D C

v

III C

Y

AY A

C

O AY

Y

h

Y l

AZ

D

B

Z A

AZ

IC

h

B

B

v

A

Z

II C

A

v

h

v h

h

A

v

A

A

AY

D

h

C

Y

AZ

v

A

v

O

c

h

B

C a

D

v

l

IV C

h

A

fig.79.\ Obtención de las proyecciones laterales a partir de la doble proyección ortogonal\ ejemplo.

VI C

fig.78.\ Determinación de la proyección lateral de un punto (A), a partir de su doble proyección ortogonal. Ejemplo2; Definir la proyección lateral del triángulo de vértices (A;B;C)\ fig.80a.

a) Se definen los ejes de proyección\ fig.78b:

Solución: \ fig.80b.

EJE (Z): Perpendicular a la línea de tierra, y por cualquier punto (O) de ella.

25




v

B

a v

A

Z: Hacia arriba (mas alto)

h

B

Bv A

PV

C C

v

O

v

PH

h

Bh

X: Hacia la derecha.

Y: Hacia adelante.

A

h

h

A b

a) Expresión de los sentidos de los ejes de coordenadas

Z

v

B

l

B

l

fig.81.\ Posición relativa entre dos puntos.

A

v

A

b) Doble proyección ortogonal de los puntos (A y B)

h

B

Ejemplo: Definir las proyecciones de los puntos: (La solución se presenta en la fig.82)

Y C C

v

h

C

A (45; -20; 05)

l

B ( ?; 25; ?)

A 10 mms del plano lateral; y 5 mms por encima de (A).

C ( ?; ?; ?)

15 mms a la derecha de (B); 30 mms delante de (A); y 15 mms por encima del plano horizontal de proyección.

D (60; ?; ?)

En el IV cuadrante; a 15 mms del plano horizontal de proyección; y a 20 mms del plano vertical de proyección.

POSICIÓN RELATIVA ENTRE DOS PUNTOS.

E ( ?; ?; ?)

En la fig.81a, se señalan los nombres dados a los sentidos de avance de cada uno de los ejes de coordenadas. En base a estos sentidos, se puede expresar, en forma relativa, la posición de un punto con respecto a otro.

Contenido en el plano vertical de proyección; 25 mms a la izquierda de (D); y 15 mms debajo del plano horizontal de proyección.

F ( ?; ?; ?)

En el eje (Z); y 35 mms por debajo de (C).

G (65; ?; ?)

05 mms delante de (A); y 30 mms mas alto que (D).

H ( ?; 10; 20)

En el plano lateral.

Ι ( ?; ?; ?)

En la línea de tierra; a 15 mms del origen.

h

A

fig.80.\ Proyección lateral de un triángulo (A;B;C).

Ejemplo: Expresar la posición relativa entre los puntos (A y B)\ fig.81b. Solución.

H

La posición relativa entre los puntos (A y B) puede expresarse, entre otras, de las siguientes maneras:

v

h

A C

v

G =G

v

v

a) El punto (A) se encuentra a la izquierda (tiene menos distancia al plano lateral); por debajo (tiene menos cota); y por delante (tiene mayor vuelo) del punto (B).

B

v

A F

b) El punto (B) se encuentra a la derecha (tiene mas distancia al plano lateral); mas alto (tiene mayor cota); y por detrás (tiene menor vuelo) del punto (A).

v

Ι =Ι

h

H

h

h

h

E

C

h v

E

En resumen: Comparando las distancias al plano lateral de dos puntos, puede decirse cual de ellos está a la izquierda ó a la derecha del otro; comparando los vuelos de dos puntos, se define cual de ellos está por delante ó por detrás del otro; y, comparando las cotas de dos puntos, puede determinarse cual de ellos está por encima o por debajo del otro.

F

D

v

D escala

h

B

0

5

10 15 mms

fig.82.\ Proyección de puntos\ ejemplo.

26

v

h

h


PROYECCIÓN DE RECTAS


TRAZAS DE UNA RECTA.

PROYECCIÓN DE RECTAS.

Son los puntos donde la recta se intercepta con los planos principales de proyección; se denominan\ fig.86:

Las rectas se designan con letras minúsculas (a; b; c;...). Una recta (r) puede ser definida por medio de dos puntos (A y B)\ fig.83.

b) Traza Horizontal. Punto donde la recta se intercepta con el plano horizontal de proyección. Generalmente se designa con la letra (H).

v

A

v

A

r

a) Traza Vertical. Punto donde la recta se intercepta con el plano vertical de proyección. Generalmente se designa con la letra (V).

r

A

r

v

v v

B

v

B

DETERMINACIÓN DE LAS TRAZAS DE UNA RECTA.

B

h

r

A

r

h

B

Las trazas de una recta se determinan, en doble proyección ortogonal, interceptando sus proyecciones con la línea de tierra\ fig.86b.

h h

B

h h

A

fig.83.\ Proyección diédrica de una recta.

VISIBILIDAD. Solamente pueden ser visibles al observador los elementos geométricos que se encuentren en el primer cuadrante, debido a que los planos principales de proyección tapan a los objetos contenidos en los otros tres cuadrantes, como puede observarse en la fig.86.

PUNTO CONTENIDO EN UNA RECTA. Si un punto (P) esta contenido en una recta (r), entonces las v h proyecciones vertical (P ) y horizontal (P ) del punto están v h contenidas en las proyecciones vertical (r ) y horizontal (r ) de la recta, respectivamente\ fig.84. De esta forma, es posible determinar las proyecciones de un punto conocida una sola de sus tres coordenadas, si se establece que esta contenido en una recta dada\ fig.85.

Las partes invisibles se representan con líneas de contorno invisible, como lo muestra la fig.86b; aunque también es frecuente, en el desarrollo de problemas en proyección diédrica, representarlas con líneas de procedimiento)\ fig.88.

a

v

P

v

P

r

r

P

r

v

v

V=V

r r

h

H

V h

r

h h

P

r

r

h

v

v

r h

P

b v

V

v

v

H

V

v

h

H=H

h

r

h

H

h

fig.84.\ Punto contenido en una recta. fig.86.\ Trazas de una recta.

v

v

A AX

v

A r

v

A r

v

r

AZ

CUADRANTES QUE ATRAVIESA UNA RECTA.

v

Considerando la extensión infinita de una recta, ella puede: h

h

A

A r

h

A( AX ; ? ; ? ) a) Conocida la distancia al plano lateral

AY r

a) Mantenerse en un cuadrante. Si es paralela a la línea de tierra; en este caso la recta no posee trazas\ fig.87a.

h

A

h

r

A( ? ; AY ; ? )

A( ? ; ? ; AZ )

b) Conocido el vuelo

c) Conocida la cota

h

b) Atravesar dos cuadrantes. Si es paralela a solo uno de los planos principales de proyección, o si se corta con la línea de tierra; en este caso la recta tiene una sola traza\ fig.87c.

fig.85.\ Ubicación de un punto (A) en una recta (r).

c) Atravesar tres cuadrantes. Si no cumple con ninguna de las condiciones anteriores; en este caso la recta tiene dos trazas\ fig.87b.

27




DIFERENCIA DE COTA ENTRE DOS PUNTOS / TRIÁNGULO DE REBATIMIENTO HORIZONTAL.

r r

r

r

v

r r

h

a) Se mantiene en un cuadrante

r

r r

v

A-B

La diferencia de cota (∆Z ) entre dos puntos (A y B) es, matemáticamente, el valor absoluto de la resta de las cotas A-B = AZ-BZ). Gráficamente, se de ambos puntos (∆Z determina trazando, por uno de los puntos (A), una recta (a) perpendicular al plano horizontal de proyección, y por el otro (B), una recta (b) paralela al mismo plano, que se corte con la primera. Estas dos rectas, son en consecuencia perpendiculares y junto con la proyección real de la recta (r) forman un triángulo rectángulo denominado: Triángulo de rebatimiento horizontal\ fig.89.

h

b) Atraviesa tres cuadrantes

v

r

r

h

r

v

El triángulo de rebatimiento horizontal de un segmento (A-B) generalmente se dibuja, en doble proyección ortogonal, h h sobre la proyección horizontal (A -B )del mismo.\ fig.91a.

h

La nomenclatura utilizada en las fig.89, fig.90, y fig.91. representa:

c) Atraviesa dos cuadrantes

fig.87.\ Recta que atraviesa 1, 2 ó 3 cuadrantes.

∆Z

A-B

: Diferencia de cota entre los puntos (A y B).

A-B

: Diferencia de vuelo entre los puntos (A y B).

∆Y

DETERMINACIÓN DE LOS CUADRANTES QUE ATRAVIESA UNA RECTA. Las trazas de una recta son también los puntos donde la recta cambia de cuadrante, por lo tanto, para determinar que cuadrantes atraviesa una recta (r) (fig.88a), puede seguirse el siguiente procedimiento:

0

α

: Ángulo que forma el segmento (A-B) (la recta (r)) con el plano horizontal de proyección.

β0

: Ángulo que forma el segmento (A-B) (la recta (r)) con el plano vertical de proyección.

r

: Proyección rebatida del punto (A).

r

B

: Proyección rebatida del punto (B).

dA-B

: Longitud real (verdadero tamaño) del segmento (AB) (distancia entre los puntos (A y B).

A

a) Se definen las trazas vertical (V) y horizontal (H) de la recta (r). Y se acotan las dos semirrectas y el segmento en que la misma queda dividida\ fig.88b. b) Se ubican tres puntos (1; 2 y 3) arbitrarios, cada uno de ellos situado en una de estas tres partes de la recta\ fig.88c.

a

c) Se determina en que cuadrante se encuentra ubicado cada uno de los puntos anteriores, los cuales se corresponden al cuadrante en que se encuentra la parte de la recta que lo contiene\ fig.88d.

rv

b

v

A

r A ∆Z

∆Z

PV

A-B

A-B

v

B

dA-B

rv V

v

rh

Hh

∆Z Vh

A-B

α0

B

h

A

r

A

Hv

rh

rh

rv

PH

dA-B

α0

b h

r

B =B

a) Definir los cuadrantes que atraviesa la recta (r)

c

rv

d

1v V

v v

2 =2

rh

1

h

Vh

h

Hh

3

rv

1v

h

Vv v

2 =2

Hv 3v

rh

1 I C.

h

h

Hh

fig.89.\ Triángulo de rebatimiento horizontal.

3h

DIFERENCIA DE VUELO ENTRE DOS PUNTOS / TRIÁNGULO DE REBATIMIENTO VERTICAL.

Hv

Vh

3v II C.

A-B

La diferencia de vuelo (∆Y ) entre dos puntos (A y B) es, matemáticamente, el valor absoluto de la resta de los A-B vuelos de ambos puntos (∆Y = AY-BY). Gráficamente, se determina trazando, por uno de los puntos (B) una recta (b) perpendicular al plano vertical de proyección, y por el otro (A), una recta (a) paralela al mismo plano, que se corte con la primera. Estas dos rectas, son en consecuencia

III C.

fig.88.\ Determinación de los cuadrantes que atraviesa una recta.

28




En la fig.92a, se muestra el dibujo de los triángulos de rebatimiento del segmento (A-B) y en fig.92b la construcción del arcocapaz del mismo segmento.

perpendiculares y junto con la proyección real de la recta (r) forman un triángulo rectángulo denominado: Triángulo de rebatimiento vertical.\ fig.90 El triángulo de rebatimiento vertical de un segmento (A-B) generalmente se dibuja, en doble proyección ortogonal, v v sobre la proyección vertical (A -B ) del mismo\ fig.91b.

v

dA-B

B β

0

r

∆Z

v

A-B

r

A-B

∆Y

v

A v

β0

dA-B

A-B

∆Y

∆Z

α0

h

A

∆Z

h

b) Arcocapaz

a) Triángulos de rebatimiento

A-B

∆Y

fig.92.\ Arcocapaz. a

MEDICIÓN DE DISTANCIAS EN RECTAS.

A-B

∆Y

Como puede observarse en las fig.89 y fig.90, la longitud real (dA-B) de un segmento (A-B) es deformada cuando este es proyectado ortogonalmente. Por lo tanto, en doble proyección ortogonal la longitud real (dA-B) de un segmento (A-B), debe medirse en la hipotenusa de uno de sus triángulos de rebatimiento (fig.91a ó fig.91b).

h

B

fig.90.\ Triángulo de rebatimiento vertical.

r

dA-B

v

v

A

A

r

v

v

A

v

r

v

v

A

v

1

β0

v

B

A-B

∆Y

v

A-B

∆Y

v

1

v

B

v

B

v

B

h

h

B dA-B ∆Z

α0 r

A-B

h

B

h

h

A

a) Triángulo de rebatimiento horizontal

A-B

A-B

dA-B

rv

A

r

r

h

v

h

A-B

r

B

dA-B

∆Z

α

h

A-B

β0

b

B

dA-B

0

B

r

∆Y

B

β0

A

B

A

rh

∆Y

r

A =A

r

A-B

v

h

h

B

A-B

∆Y

r

B

A-B

∆Y

h

1

h

r

h

1 d1-2

h

h

A

r

a) Ubicar sobre la recta (r), el punto (2), a la distancia (d1-2) del punto (1) y a su derecha

A

b) Triángulo de rebatimiento vertical

fig.91.\ Dibujo de los triángulos de rebatimiento.

r

r

1

v

A

v

h

h

A

b) Se dibuja un triángulo de rebatimiento del segmento (A-B) r

2

d1-2

r

A-B

∆Y

A-B

∆Y

v

1

Por medio del dibujo de los triángulos de rebatimiento de un segmento (A-B), puede determinarse el verdadero tamaño (dA-B) del mismo; así como también los ángulos (αο y β0) que forma con los planos horizontal y vertical de proyección respectivamente, como puede observarse en las fig.89 a fig.92.

r

2

d1-2

r

1

v

A

v

v

1

v

B

v

B

v

2 h

2 h

B

A-B

∆Y

h

B

A-B

∆Y

h

h

1

1 r

ARCOCAPAZ.

h

h

A

c) Se ubica, sobre la hipotenusa del triángulo de rebatimiento, el punto (2) a la distancia (d1-2) del punto (1)

Se denomina arcocapaz a la construcción geométrica de los triángulos de rebatimiento de un segmento (A-B), unidos por sus hipotenusas, y circunscritos en una circunferencia; cuyo diámetro es igual al verdadero tamaño (dA-B) del mismo.

r

h

h

A

d) Se definen las proyecciones del punto (2)

fig.93.\ Medición de distancias en rectas.

29




De igual forma, para ubicar a un punto (2) a una distancia (d1-2) determinada de otro punto (1) dado, estando ambos puntos contenidos en una misma recta; debe también dibujarse un triángulo de rebatimiento de la recta como se indica en la fig.93.

1) Recta contenida en el plano vertical de proyección. Es un caso particular del anterior. Su proyección horizontal coincide con la línea de tierra, por que todos sus puntos tienen vuelo igual a cero (Y=0)\ fig.97.

RECTAS EN POSICIONES PARTICULARES. r

Si una recta es paralela a uno de los planos principales de proyección, se proyecta sobre el en verdadero tamaño, y por lo tanto no es necesario dibujar los triángulos de rebatimiento para medir distancias sobre ella, o determinar los ángulos que forma con los planos principales de proyección. Por lo tanto el conocimiento de este tipo de rectas permite resolver ciertos problemas con mayor rapidez. A continuación se describen estas posiciones particulares:

v

r A

v

β

A

r

r

v

v

B

0

h

dA-B

h

A

v

A

v

V=Vv

α

h

V

h

h

h

v

r=r

β v

β0

h h

A=A

dA-B

h

B=B

r

r=r r

B

H

v

h

β0=0

0

v

A

v

dA-B

αΟ

h

v

v

B=B

v

h

H=H =H

h

A

V

r

h

B

B

α0

h h

A

v

H =H

h

h

B

fig.97.\ Recta contenida en el plano vertical de proyección.

h

h

V

B

c) Recta paralela a la línea de tierra. Es una recta paralela simultáneamente a los planos vertical y horizontal de proyección; por lo tanto, es una recta horizontal y frontal, y en consecuencia tiene las propiedades de ambas; es decir, su cota es constante (Z=cte) y su vuelo también (Y=cte). Sus proyecciones horizontal y vertical son paralelas a línea de tierra; están en verdadero tamaño; y forman ángulos de cero grados con los planos vertical y horizontal de proyección (α0=β0=00) \ fig.98.

0

r

v

B

h

A

v

α0=0

A

A A

h

h

B H=Hh

A=A

dA-B r

v

h

fig.96.\ Recta frontal.

fig.94.\ Recta horizontal.

r

Y=cte. r

h

A

v

v

B

Ο

H

Z=cte β0

B

v

B

α0

B

v

B

B

dA-B β0

r

r

0

v

dA-B αΟ

h

1) Recta contenida en el plano horizontal de proyección. Es un caso particular del anterior. Su proyección vertical coincide con la línea de tierra, por que todos sus puntos tienen cota igual a cero (Z=0)\ fig.95.

v

β0=0

v

A

dA-B

H r

v

dA-B

a) Recta horizontal. Es una recta paralela al plano horizontal de proyección; por lo tanto, se proyecta sobre este plano en verdadero tamaño; su proyección vertical es paralela a la línea de tierra, por que todos sus puntos tienen igual cota (Z=cte.), y por lo tanto forma un ángulo de cero grados con el plano horizontal de proyección 0 (α0=0 )\ fig.94.

A

r

v

A

V=Vv=Vh

v

0

v

1) Recta contenida en la línea de tierra. Es un caso particular del anterior. Sus proyecciones están contenidas en línea de tierra\ fig.99.

B

v

h

h

V =V

B

dA-B r

h

h

A

α0=0

0

r

fig.95.\ Recta contenida en el plano horizontal de proyección.

r

b) Recta frontal. Es una recta paralela al plano vertical de proyección; por lo tanto, se proyecta sobre este plano en verdadero tamaño; su proyección horizontal es paralela a la línea de tierra, por que todos sus puntos tienen igual vuelo (Y=cte.), y por lo tanto forma un ángulo de cero grados con el plano vertical de 0 proyección (βο=0 )\ fig.96.

r

v

A

r

v

A

dA-B

dA-B

v

v

A

v

B

dA-B Z=cte.

B Y=cte

h h

A

dA-B h

B

α0=β0=0

0

r

h h

A

dA-B

fig.98.\ Recta paralela a la línea de tierra.

30

v

B

h

B




PV

dA-B v

r=r =r

h

v

v

v

h

h

r =r

r=r

dA-B

l v

A

l

A=A v

h

r

PL

0

0 α =β0=0

B=B =B

rl

V=Vv=Vl

h

B =B

A =A

h

A=A =A

v

v

α

v

h

H =V

B=B

d) Recta vertical. Es una recta perpendicular al plano horizontal de proyección; por lo tanto, su proyección horizontal es un punto, y su proyección vertical se observa en verdadero tamaño y perpendicular a línea de tierra; forma ángulos de noventa grados con el plano 0 horizontal de proyección (α0=90 ) y cero grados con el 0 plano vertical de proyección (β0=0 )\ fig.100.

dA-B l

B h

A

h

A

l

H =H

h

h

B

Y α0

h

h

PH

0

Vh=Hv

l

fig.99.\ Recta contenida en la línea de tierra.

α0 + β0 = 90

h

B

B

0

v

v

v

dA-B β 0

Z β 0 r =r v l V =V l v A A

B h

r

h

A

h

B

l

H=H =H

H

h

fig.102.\ Recta de perfil.

CONSTRUCCIÓN DE RECTAS. r

v

r v

A dA-B

r A

0

α=90 0 β=0

v

B

dA-B

H

B

La posición relativa entre los elementos que forman los triángulos de rebatimiento de una recta no varía; por ejemplo: el cateto (∆Z) es siempre opuesto al ángulo (α) y h perpendicular al cateto (r )\ fig.92. Por lo tanto es posible definir las proyecciones incompletas de una recta, si se posee información adicional que permita dibujar sus triángulos de rebatimiento. A continuación se analizan algunos de estos casos.

v v

A

dA-B v

B v H

v

h

H=Hh=Ah=Bh=rh

h

h

H =A =B =r

h V

a) SE CONOCE LA PROYECCIÓN VERTICAL (r ) DE LA RECTA (r) Y EL 0 ÁNGULO (β ) QUE ESTA FORMA CON EL PLANO VERTICAL DE PROYECCIÓN.

fig.100.\ Recta vertical.

h

Ejemplo: Definir la proyección horizontal (r ) de la recta (r) 0 que contiene al segmento (A-B) que forma el ángulo (β ) con el plano vertical de proyección; estando (B) por detrás de (A)\ fig.103a.

e) Recta de punta. Es una recta perpendicular al plano vertical de proyección; por lo tanto, su proyección vertical es un punto, y su proyección horizontal se observa en verdadero tamaño y perpendicular a línea de tierra; forma ángulos de cero grados con el plano 0 horizontal de proyección (α0=0 ) y noventa grados con el 0 plano vertical de proyección (β0=90 )\ fig.101.

v

dA-B A

r

A

v

h

B

β0

A-B

∆Y

V

v

A

r

v

B

v

h

B

h

0

α=0 0 β=90

h

h

v

B

v

h

V

r

v

h

La proyección horizontal (r ) de la recta (r), puede definirse dibujando el triángulo de rebatimiento vertical del segmento (A-B) a partir de su proyección vertical\ fig.103b.

v

B

r dA-B

v

V =A =B =r

V=Vv=Av=Bv=rv

Solución:

A

dA-B

h

a

fig.101.\ Recta de punta.

h

A

B

A-B

∆Y

β0

h

A h r

b

r

h

h

A

fig.103.\ Construcción de rectas (PV + β0). h

f)

b) SE CONOCE LA PROYECCIÓN HORIZONTAL (r ) DE LA RECTA (r) Y 0 EL ÁNGULO (α ) QUE ESTA FORMA CON EL PLANO HORIZONTAL DE PROYECCIÓN.

Recta de perfil. Es una recta perpendicular a la línea de tierra (paralela al plano lateral); sus proyecciones son perpendiculares a línea de tierra. Su verdadero tamaño, así como los ángulos que forma con los planos principales de proyección, pueden determinarse en una proyección lateral de la misma\ fig.102.

Ejemplo: Definir la proyección vertical del segmento (A-B) que 0 forma el ángulo (α ) con el plano horizontal de proyección; estando (B) por debajo de (A)\ fig.104a. Solución:

31



Ing. Alberto M. Pérez G. h

La proyección vertical del segmento (A-B) puede definirse dibujando el triángulo de rebatimiento horizontal del mismo a partir de su proyección horizontal\ fig.104b.

d) SE CONOCE LA PROYECCIÓN HORIZONTAL (r ) DE LA RECTA (r) Y 0 EL ÁNGULO (β ) QUE ESTA FORMA CON EL PLANO VERTICAL DE PROYECCIÓN. Ejemplo: Definir la proyección vertical del segmento (A-B) que 0 sube hacia atrás formando el ángulo (β ) con el plano vertical de proyección\ fig.107a.

v

A

v

A

∆Z

α0

r

A-B

v

Solución:

v

B

La proyección vertical del segmento (A-B) puede A-B definirse determinando la diferencia de vuelo (∆Y ) del mismo, y dibujando a partir de ella, su triángulo de rebatimiento vertical\ fig.107b.

h

A h

A

r

∆Z

h h

B

a

r

A-B

h h

B

0

α

b a

fig.104.\ Construcción de rectas (PH + α). C)

b

v

B

v

SE CONOCE LA PROYECCIÓN VERTICAL (r ) DE LA RECTA (r) Y EL 0 ÁNGULO (α ) QUE ESTA FORMA CON EL PLANO HORIZONTAL DE PROYECCIÓN.

A

r B r

r r

h

∆Z

(900−α0)

α0

B

r h

A

r

a

B r

α0

h

a) La solución es una recta horizontal

r

v

∆Z

r

A-B

(900−α0)

α0

r h

α0

v

h

B r

∆Z

v

r

h

h

v

B

A-B

∆Y

v

β

r A

v

v

(900−β 0)

h

r

r v

A

v

0

r β0

h

B

A-B

∆Y

h

β0

r

h

h

A

(900−β 0)

h

B

β0

fig.108.\ Construcción de rectas (PH + β0) \ casos particulares. (900−α0)

α0

A-B

α0 h r

B

h

A

v

A

v

v

r

En la fig.106, se muestra como, para el mismo ejercicio, si se 0 varía el valor del ángulo (α ) dado, puede ser que la solución sea: una recta frontal\ fig.106a; o que el ejercicio no tenga solución\ fig.106b. r

No se cortan

Son tangentes

A

h

B

fig.105.\ Construcción de rectas (PV + α0).

v

b) No hay solución

h

b

A

h

A

v

h

h

A

h

β0

En la fig.108, se muestra como, para el mismo ejercicio, si se 0 varía el valor del ángulo (β ) dado, puede ser que la solución sea una recta horizontal\ fig.108a; o que el ejercicio no tenga solución\ fig.108b.

v

A-B

r

h

B

fig.107.\ Construcción de rectas (PH + β0).

v v

(900−β 0)

A-B

∆Y

h

A

A

v

v

h

La proyección horizontal del segmento (A-B) puede A-B definirse determinando la diferencia de cota (∆Z ) del mismo, y dibujando, a partir de ella, su triángulo de rebatimiento horizontal\ fig.105b.

v

v

Solución:

v

v

r

v

A

Ejemplo: Definir la proyección horizontal del segmento (A-B) 0 que baja hacia adelante formando el ángulo (α ) con el plano horizontal de proyección\ fig.105a.

A

r

β0

h

v

e) SE CONOCE LA PROYECCIÓN HORIZONTAL (r ) DE LA RECTA (r) Y EL VERDADERO TAMAÑO (dA-B) DE UN SEGMENTO.

B

Ejemplo: Definir la proyección vertical del segmento (A-B), de longitud (dA-B), sabiendo que baja hacia la derecha\ fig.109a.

h

A

r

h

Solución: Son tangentes

a) La solución es una recta frontal

No se cortan

La proyección vertical del segmento (A-B) puede definirse dibujando el triángulo de rebatimiento horizontal del mismo a partir de su proyección horizontal\ fig.109b.

b) No hay solución

fig.106.\ Construcción de rectas (PV + α0) \ casos particulares.

32




En la fig.112 se muestra como, para el mismo ejercicio, si se varía el valor del verdadero tamaño (dA-B) del segmento dado, puede ser que la solución sea una recta frontal\ fig.112a; o que el ejercicio no tenga solución\ fig.112b.

v

A

v

A

∆Z

dA-B

r

A-B

v v

B

dA-B

No se cortan

dA-B

h

A h

A

r

∆Z

h

r

A-B

dA-B

h A-B

∆Y

h

B

=0 A

B

dA-B

v

B v

h

r

v

v v

A

dA-B a

Son tangentes h

A

En la fig.110, se muestra como, para el mismo ejercicio, si se varía el valor del verdadero tamaño (dA-B) del segmento dado, puede ser que la solución sea una recta horizontal\ fig.110a; o que el ejercicio no tenga solución\ fig.110b. v

A

r

v

v

h

A A-B ∆Z =0

r

r

h

h

B

B

fig.112.\ Construcción de rectas (PV + VT) \ casos particulares.

A

g) SE CONOCE EL VERDADERO TAMAÑO (dA-B) DE UN SEGMENTO (A0 0 B), Y LOS ÁNGULOS (α ) Y (β ) QUE ESTE FORMA CON LOS LOS PLANOS PRINCIPALES DE PROYECCIÓN. r

h

A

h

h

Ejemplo: Definir las proyecciones del segmento (A-B), de longitud (dA-B), sabiendo que baja hacia atrás ((B) a la derecha 0 0 y por debajo de (A)), formando los ángulos (α ) y (β ) con los planos vertical y horizontal de proyección respectivamente\ fig.113a.

h

B

h

B

dA-B

dA-B

No se cortan

a) La solución es una recta horizontal

dA-B

Solución: Las proyecciones horizontal y vertical pueden dibujarse construyendo, generalmente aparte, el arcocapaz del segmento (A-B) dado, en base a una circunferencia cuyo diámetro sea el verdadero tamaño (dA-B) del mismo\ fig.113b.

b) No hay solución

fig.110.\ Construcción de rectas (PH + VT) \ casos particulares. v

SE CONOCE LA PROYECCIÓN VERTICAL (r ) DE LA RECTA (r), Y EL VERDADERO TAMAÑO (dA-B) DE UN SEGMENTO.

v

dA-B

Ejemplo: Definir la proyección horizontal del segmento (A-B), de longitud (dA-B), sabiendo que sube hacia atrás\ fig.111a.

A r

v

A

β r

La proyección horizontal del segmento (A-B) puede definirse dibujando el triángulo de rebatimiento vertical del mismo a partir de su proyección vertical\ fig.111b. A a

v

B v

0

(α+β < 90 )

v

A

r

A-B

∆z

r

∆Y

h

B

h

h

A

r

h

2) Se definen las proyecciones del segmento (A-B)

Este tipo de ejercicio tiene solución cuando la suma de los 0 0 0 0 0 0 ángulos (α ) y (β ) es inferior a 90 (α +β <90 ), como es el caso del ejemplo mostrado en la fig.113; o si la suma de los 0 0 0 0 0 0 ángulos (α ) y (β ) es igual a 90 (α +β =90 ), en cuyo caso la solución es una recta de perfil\ fig.114. Si la suma de los 0 0 0 0 0 0 ángulos (α ) y (β ) es mayor que 90 (α +β >90 ), el ejercicio no tiene solución\ fig.115.

h

b

v

B

fig.113.\ Construcción de rectas (VT + α0 + β0).

v

B

A-B

∆Y

h

b

v

v

B

A-B ∆Y

dA-B

dA-B α0

1) Se dibuja el ARCOCAPAZ

dA-B r

h

0

r

A-B

∆z

A-B

α0 h

A

A-B

∆Y

v

β0

Solución:

v

b) No hay solución

v

dA-B

A

h

A

a) La solución es una recta frontal

Son tangentes

a

B

v

b

fig.109.\ Construcción de rectas (PH + VT).

f)

r

r

h

h

A

fig.111.\ Construcción de rectas (PV + VT).

33




dA-B r

v

A

v

β 0 dA-B β0

r

h

h

A

Datos

r

A

α0

2) No hay solución

v

A

v

A-B

∆z

v

B

h

B

0

(α+β = 90 ) A-B h r = ∆Y A-B v r = ∆Z Solución

h

r

V

Son tangentes

0

α

v

A

β 0 dA-B h

α0 A-B

∆z

1) Se dibuja el ARCOCAPAZ

No se cortan

0

A-B

r

=r

A-B ∆Y

v

β0

A-B

∆z

1) Se dibuja el ARCOCAPAZ α0

dA-B

2) Se definen las proyecciones del segmento (A-B)

A-B ∆Y

∆Y

=r

h

h

A

h

A

Datos

fig.114.\ Construcción de rectas (VT + α0 + β0) \ La solución es una recta de perfil.

(α0+β 0 > 90 ) A-B h r < ∆Y A-B v r < ∆Z Solución

A-B

∆Y r

h

h

A

fig.115.\ Construcción de rectas (VT + α0 + β0) \ No hay solución.

34


PROYECCIÓN DE PLANOS


PROYECCIÓN DE PLANOS.

a α

v

P

b

Para designar los planos se utilizan letras minúsculas del alfabeto griego (Fig.116).

α

P

v

α β γ δ ε ζ η θ

Ι Κ Λ Μ Ν Ξ Ο Π

Alfa Beta Gamma Delta Épsilon Zeta Eta Teta

ι κ λ µ ν ξ ο π

Ρ Σ Τ Υ Φ Χ Ψ Ω

Ιota Kapa Lambda Mu Nu Xi Ómicron Pi

b

α

a

Α Β Γ ∆ Ε Ζ Η Θ

v

α

V

a

v

b

a

v

P

V

V

b

h

ρ σ τ υ φ χ ψ ω

Ro Sigma Tau Ípsilon Fi Ji Psi Omega

a

h

a h

α

h

P

h

h

b

α

h

P

h

b

Fig.119.\ Plano (α) definido por dos rectas (a y b) que se cortan.

Fig.116.\ Alfabeto griego. a α

v

a a

b // a

v

a

UN PLANO (α) PUEDE DEFINIRSE POR MEDIO DE:

v

α

v

α

b

a) Tres puntos (A; B; y C)\ Fig.117.

α

b) Una recta (a) y un punto (P)\ Fig.118.

v

b v

b

h

a

c) Dos rectas (a y b) que se cortan\ Fig.119.

h

h

b

d) Dos rectas (a y b) paralelas\ Fig.120.

a

h

α

h

α

h

b

Dos rectas que se cruzan no definen un plano\ Fig.121. Fig.120.\ Plano (α) definido por dos rectas (a y b) paralelas. v

α

B

A B C

V

v

A

v

A

V

B

α

v

a

v

α

C

B

A

C

α

b

v

V

a

h

B

b

h

h

B

h

h

V

a

V

b

C α

A

v

A C

a

h

h

a

α

h

h

C

h

h

b

h

b

Fig.117.\ Plano (α) definido por tres puntos (A; B; y C). Fig.121.\ Dos rectas (a y b) que se cruzan no definen un plano.

a

Un plano, inicialmente definido por tres puntos (Fig.122a), puede posteriormente ser definido por: una recta (a) y un punto (A) (Fig.122b1); dos rectas (a y b) que se cortan (Fig.122b2); o dos rectas (a y b) paralelas (Fig.122b3).

v

P

α

V

a

P

α P

α

α

V

P v

a

v

v

a

av

Bv

Av

v

Av

Bv v

C

Av

C

av

h

P h

h

a

α

Ah

Ah

h

P

h

h

α

Bh

C

Cv

bv

bh

h

C Bh

A

ah

Bh

Ch

Bv Cv

v

bh

Ah ah

av

bv

Bv

Ah ah

Bh

Ch

h

a

a) Plano definido por tres puntos (A; B; y C)

Fig.118.\ Plano (α) definido por una recta (a) y un punto (P).

1) Una recta (a) y un punto (A)

2) Dos rectas (a y b) que se cortan

3) Dos rectas (a y b) paralelas

b) Definición del mismo plano por medio de:

Fig.122.\ Cambio de la definición original de un plano.

35




TEOREMAS DE PLANOS. a) Si dos puntos (A y B) pertenecen a un plano (α), la recta (r) que los une también pertenece a él\ Fig.123a.

v

B

v

r

A

C

b) Todas la rectas coplanares se cortan entre si; excepto si son paralelas\ Fig.123b.

A∈α

α

a) Si dos puntos (A y B) están contenidos en un plano (α), la recta (r) que los une también lo está

r C

h

v

v v

a

h

h

A

A B C

C

b

h

1

h

h

B

h

1) Datos

C

h

2

B

b

a

1

v

A

d

B∈α

v

2

v

b

α r∈α

v

A

v

Estos dos teoremas son de gran aplicación en la resolución de problemas de geometría descriptiva relacionados con la proyección de planos.

α

v

B

v

h

h

a r

h

2) Determinación de r

h

a) Plano definido por tres puntos (A; B y C)

c

v

v

a

b) Todas las rectas (a; b; c; d...) contenidas en un plano (α) se cortan entre sí; excepto si son paralelas

r

v

a

v v

A

A

Fig.123.\ Teoremas de planos.

h

α

2

r

v

v

v

1

A

RECTA QUE PERTENECE A UN PLANO.

Ι

v

v

b

h

A

h

2

h

h

A

h

h

a

Ι

a

r

a 1) Datos

Se puede determinar la pertenencia o nó de una recta (r) a un plano (α), por medio de la verificación del cumplimiento de los dos teoremas mostrados en la Fig.123.

b

1

h

h


h

b) Plano definido por un punto (A) y una recta (a) v

v

a

h

Ejemplo: Definir la proyección horizontal (r ) de la recta (r), sabiendo que esta contenida en el plano (α) definido por:

r

v

b

a

v

v

b

v

r

1

v

2

v

a) Tres puntos (A; B y C)\ Fig.124a1. Solución\ Fig.124a2. 1) Se definen las proyecciones de la recta (a) por medio de los puntos (A y C).

h

h

b

2) Se definen las proyecciones de la recta (b) por medio de los puntos (B y C).

α

b h

a

a

b

Las rectas (a y b) están contenidas en el plano (α), por que los puntos (A; B; y C) que las definen son puntos ese plano.

h

2

h

1

h

a 1) Datos

r

h


h

c) Plano definido por dos rectas que se cortan (a y b) v

3) Se definen las proyecciones de los puntos (1 y 2) de corte de la recta (r) con las rectas (a y b) respectivamente.

v

a

v

b

r

a

v

v

b

v

r

1

v

2

Las rectas (a; b; y r) se cortan por que todas pertenecen a un mismo plano (α). h

4) La proyección horizontal (r ) de la recta (r) queda h h definida por las proyecciones horizontales (1 y 2 ) de los puntos (1 y 2).

h

h

b

h

b

α

b) Una recta (a) y un punto (A)\ Fig.124b1.

a

h

a

b 1) Datos

Solución\ Fig.124b2.

2

h

a

h

1

Fig.124.\ Recta que pertenece a un plano.

2) Se definen las proyecciones de un punto (1) cualquiera de la recta (a).

36

h


d) Plano definido por dos rectas paralelas (a y b)

1) Se definen las proyecciones del punto de corte (Ι) entre las rectas (a y r).

r

h

v




v

v

B

B

v

P

v

A

C

v

P

v

A

4) Se definen las proyecciones del punto de corte (2) entre las rectas (b y r).

v

m

v

C

h

v

h

5) La proyección horizontal (r ) de la recta (r) queda h h definida por las proyecciones horizontales (2 e Ι ) de los puntos (2 e Ι).

h

A

A C

h

B

A B C

α

3) Se definen las proyecciones de la recta (b), que contiene a los puntos (A y 1).

c) Dos rectas (a y b) que se cortan\ Fig.124c1.

h

C

h

B

h

Solución\ Fig.124c2. h

P h

1) Datos

2) Determinación de P

m

1) Se definen las proyecciones de los puntos (1 y 2) de corte de la recta (r) con las rectas (a y b) respectivamente.

h

a) Plano definido por tres puntos (A; B y C)

h

v

a

v

a

v

P

v

P

v

v

A

m

A

v

2) La proyección horizontal (r ) de la recta (r) queda h h definida por las proyecciones horizontales (1 y 2 ) de los puntos (1 y 2). d) Dos rectas (a y b) paralelas\ Fig.124d1. Solución\ Fig.124d2. Se procede de igual forma que el caso anterior.

h

A

h

A

PUNTO QUE PERTENECE A UN PLANO. A

α

h

h

a

a

a

Ejemplo:\ Fig.125.

h

P h


1) Datos

m

h

Definir la proyección horizontal (P ) del punto (P) sabiendo que está contenido en el plano (α) definido por:

h

b) Plano definido por un punto (A) y una recta (a) v

v

a

v

v

P

b

a) Tres puntos (A; B y C)\ Fig.125a1.

v

a

P

b

b) Una recta (a) y un punto (A)\ Fig.125b1.

v

c) Dos rectas (a y b) que se cortan\ Fig.125c1.

v

m

d) Dos rectas (a y b) paralelas\ Fig.125d1. h

Solución:\ Fig.125a2; respectivamente.

h

b

b

Fig.125b2;

Fig.125c2;

y

Fig.125d2,

h

h

a

α

Para definir la proyección horizontal (P ) del punto (P), en todos los casos, se aplica el siguiente procedimiento:

h

a

a

h

P

b

m

h


1) Datos

v

a) Se define la proyección vertical (m ) de una recta (m) cualquiera que contenga al punto (P).

h

c) Plano definido por dos rectas que se cortan (a y b)

h

v

a

v

b

v

P

v

m

v

a

v

b

b) Se define la proyección horizontal (m ) de la recta (m) haciéndola pertenecer al plano (α).

P

h

c) Se define la proyección horizontal (P ) del punto (P), h sobre la proyección horizontal (m ) de la recta (m).

v

TRAZAS DE UN PLANO. h

h

b

α

a b

Son las rectas donde el plano se intercepta con los planos principales de proyección. Se denominan\ Fig.126:

b h

a

1) Datos

h

a

a) Traza vertical. Es la intersección (f) del plano (α) con el plano vertical de proyección\Fig.126a.

h

P h


m

h

d) Plano definido por dos rectas paralelas (a y b)

b) Traza horizontal. Es la intersección (h) del plano (α) con el plano horizontal de proyección\ Fig.126b.

Fig.125.\ Punto que pertenece a un plano.

Las trazas (f y h) de un plano (α) se cortan en la línea de tierra (excepto si el plano (α) es paralelo a ella).

37




h

f

h

α

RECTAS CARACTERÍSTICAS DE UN PLANO.

v

f

v

f=f f

Se llaman rectas características de un plano (α) a las rectas del plano que son paralelas a uno de los planos principales de proyección; se denominan\ fig.129:

v

h

v

α

h

h

h

h

h=h a) Traza vertical (f)

1

a) Rectas características frontales. Son las rectas (f ) del plano (α) paralelas al plano vertical de proyección; en consecuencia son paralelas a la traza vertical (f) del plano α\ fig.129a.

b) Traza horizontal (h)

Fig.126.\ Trazas de un plano.

1

2

Todas las rectas frontales (f; f ; f ; ...) de un plano (α) son paralelas entre sí\ fig.130.

DETERMINACIÓN DE LAS TRAZAS DE UN PLANO.

1

b) Rectas características horizontales. Son las rectas (h ) del plano (α) paralelas al plano horizontal de proyección; en consecuencia son paralelas a la traza horizontal (h) del plano (α)\ fig.129b.

Si una recta (r) está contenida en un plano (α); las trazas vertical (V) y horizontal (H) de la recta (r), están contenidas en las trazas vertical (f) y horizontal (h) del plano (α), respectivamente (fig.127). Además, como ya se mencionó, las trazas de un plano se cortan en la línea de tierra (Excepto si el plano es paralelo a ella). Por lo tanto, pueden definirse las trazas de un plano (α), definiendo previamente las trazas de dos rectas (a y b) contenidas en el, como se muestra en los ejemplos (a) y (b) de la fig.128.

1

2

Todas las rectas horizontales (h; h ; h ; ...) de un plano (α) son paralelas entre sí\ fig.131.

v

f v

r

f=f

rv Vv

v

V=V α h

1v

f

f

f =h

r

v

H

h

V

r

H=H

h

h

h

v

H

1h

H

h

h=h

V

v

f

f

v

f =h

h

h

h

f =h 1h

Hv

v

f

α

v

v

v

1v

f

1

f

h

h

h

h

H

h

h

h

1

a) Recta característica frontal (f )

rh

v

f v

f=f

fig.127.\ Trazas de una recta (r) contenida en un plano (α).

C

v

fv

a

v

v

V

v

A

C

α

h

b

h

1h

h

h

1h

C

h

1

b) Recta característica horizontal (h )

2) Solución

H

Ejemplo (a)

h

v

C v

C

C

b // a

1v

f 2

fh=hv

h

A

C

f=f

f

B

f

3v

f

3 h

h

h

2) Solución

1h

f

Ejemplo (b)

B

h

2h

f

α

h

h

b // a

v

f =h

4

f

h

B

f

f

a 1) Datos

v

2v

f

v

1

v

A

h

hh

v

v

B

fig.129.\ Rectas características de un plano.

h

b

fv

v

v

A

h

h

a a

h

C

h

v

h

h

B

v

h

fh=hv

v

A

h

1) Datos

A

h=h H

V B

h

v

B V

h

h

V

1h

v

1v

A

v

1

h

A

V

v

B

V

V

f =h

v

v

1v

h

1v

h

h

h=h

hh

h

3h

h

f 1

2

3

4

f // f // f // f // f ...

fig.128.\ Determinación de las trazas de un plano\ ejemplos.

fig.130.\ Paralelismo entre rectas características frontales.

38




v

f=f

α

f

3v

h

v

h

v

h

v

h

h

h

Un plano (α) puede ser definido por dos rectas 1 1 características (f y h ), como se muestra en la fig.132a. Y las trazas (f y h) de este plano (α), pueden determinarse a partir 1 1 de sus rectas características (f y h ), como se muestra en la fig.132b. 1v

v

f 1v

1v

h

P

P

1

h

Una forma convencional de designar, en doble proyección ortogonal, a un plano (α), definido por sus trazas (f y h), consiste en cambiar su nomenclatura teórica, mostrada en la fig.135a, por la nomenclatura convencional mostrada en la fig.135b

1v

v

h

P

h

v

f =h

α α

P

1h

1h

h

f

h

h

h

1

a) Plano definido por rectas características

h

h

1h

h // h

b) Trazas del plano 1

h

r v

v

v

f

v

h

v

1v

v

f

v

h

f

v

P

fig.135.\ Notación teórica y convencional de un plano (α).

α

f h

β

f 1 h

1v

v

f

f

2v

β

f

v

v

α

γ

v

1

1v

h

v

h

b) Notación convencional del plano (α)

En la fig.136, se muestra la comparación entre la notación teórica (fig.136a) y la notación convencional (fig.136b) usadas en la representación de los planos (α; β; y γ), pudiéndose apreciar en la misma, la conveniencia de utilizar esta última, la cual será usada en adelante.

v

f v

P

α

a) Notación teórica del plano (α)

1

Siguiendo el método ya descrito en el ejemplo de la Fig.125, se muestra, en la fig.133b, como hacer pertenecer un punto (P) a un plano (α) definido por rectas características (f y h) (fig.133a); utilizando para ello una recta: (r) cualquiera 1 1 (fig.133b1); (f ) frontal (fig.133b2); ú (h ) horizontal (fig.133b3).

P

h

h

PUNTO QUE PERTENECE A UN PLANO DEFINIDO POR RECTAS CARACTERÍSTICAS.

v

v

f =h

fig.132.\ Plano (α) definido por rectas (f y h ) características.

f

α

1h

f

h

P

v

v

f

α f h

1h

1

f

h

NOTACIÓN CONVENIDA DE PLANOS DEFINIDOS POR TRAZAS.

f // f

1v

f 1

1h

h

fig.134.\ Punto contenido en un plano definido por trazas.

fig.131.\ Paralelismo entre rectas características horizontales.

f

P 1h

f

h h r 1 1 3) horizontal (h ) 1) cualquiera (r) 2) frontal (f ) h b) Determinación de (P ) por medio de una recta

a) Definir (P ), estando (P) contenido (α)

1h

h 4 h // h // h // h // h ... 3

v

1v

h

h

P

h

h

h

h

2h

2

P

h

h

1

v

v

h 3h

h

v

f

v

h

h h=h

v

f P

P

h

1

1v

f

v

h

h

v

P

f =h

2

P

r

f h=hv

1v

h

3

h

f

h

P

2v

h

4

v

f

α

v

f

h

h

v

1h

1v

f =h =f =h =

r

h

h

f

f

2h

h h

P h

h

f

h

h

h

1h

h

P

f

h

h

1h

h

h

a) Definir (P ), estando (P) contenido (α)

=f =h

h

f

h

1

1h

P

h

h

2h

h 2

1

γ

UN

f 2 h

h

h a) Notación teórica de los planos (α; β y γ)

h

h

γ α b) Notación convencional de los planos (α; β y γ)

h

fig.136.\ Notación teórica y convencional de los planos (α; β y γ).

fig.133.\ Punto que pertenece a un plano definido por rectas características.

A

β

h

3) horizontal (h ) 1) cualquiera (r) 2) frontal (f ) h b) Determinación de (P ) por medio de una recta

PUNTO QUE PERTENECE DEFINIDO POR TRAZAS.

2v

PLANOS EN POSICIONES PARTICULARES.

PLANO

Los planos, al igual que las rectas, pueden ocupar ciertas posiciones particulares con respecto a los planos principales de proyección. El estudio de estas posiciones es muy importante; ya que poseen propiedades proyectivas propias que permiten simplificar la resolución de problemas relacionados con este tipo de planos.

Siguiendo el método ya descrito en el ejemplo de la Fig.125, se muestra, en la fig.134, como hacer pertenecer un punto (P) a un plano (α) definido por trazas (f y h) (fig.134a), 1 utilizando para ello una recta: (r) cualquiera (fig.134b1); (f ) 1 frontal (fig.134b2); ú (h ) horizontal (fig.134b3).

39




En las fig.137 a fig.139, se muestran estas posiciones particulares. Los puntos (A; B; y C) representados en cada caso están contenidos en el plano (α) mostrado, y se indican 0 además los ángulos (α0 y β ) que el plano (α) forma en cada caso con los planos horizontal y vertical de proyección respectivamente. A continuación, se hace una breve descripción de estas posiciones particulares: α

v

h

α

h

α

A

α0=900 β 0=00

C

β0

α 0

α =90

h α A

Ch h

Bh

v

C

v

v

α h

α

α Av

v

α α0

α

0

Cv 0

α

Bh

0

β =90

v

α

v

h

α

Cv

v

Av B

α0=900 β 0=900

e) Plano (α) de perfil

α0+β 0=900

Ch

v

h

A Bv

α

α

α

Bh

2) Plano segundo bisector. Es un plano que pasa por la línea de tierra y forma 450 con el plano horizontal de proyección. dividiendo en partes iguales a los cuadrantes dos (ΙΙ C) y cuatro (IV C). Las proyecciones de cualquier figura geométrica contenida en el segundo bisector son coincidentes; debido a que para todos sus puntos: la cota y el vuelo son iguales en magnitud pero diferentes en signo\ fig.139b.

h

d) Plano (α) de punta

h

A

Ch

Bv

Ah

h

α

α =α PL α

1) Plano primer bisector. Es un plano que pasa por la línea de tierra y forma 450 con el plano horizontal de proyección, dividiendo en partes iguales a los cuadrantes uno (Ι C) y tres (ΙΙΙ C). Las proyecciones de cualquier figura geométrica contenida en el primer bisector son simétricas; debido a que para todos sus puntos: la cota, es igual al vuelo\ fig.139a.

b) Plano (α) horizontal

c) Plano (α) vertical

v

Cv

Bh

v

Av

h

α0=00 β 0=900

α

Bv

α

B

v

h

a) Plano (α) frontal

α

0

B

h

Cv

v

v

Ah

Plano paralelo a la línea de tierra. Sus trazas son paralelas a la línea de tierra\ fig.137f.

g) Plano que pasa por la línea de tierra. Sus trazas se encuentran en la línea de tierra, la cual es una recta del plano\ fig.138. Todas las rectas contenidas en estos planos se cortan con la línea de tierra (excepto si son paralelas a ella). Existen además dos planos muy particulares de este tipo denominados:

Ah

h

β0

α A

α

Av

f)

Ch

v

Bv

α

es frecuente en estos planos determinar su proyección lateral\ fig.137e.

h

α

Bh

v

A

f) Plano (α) paralelo a L.T.

α α0+β 0=900 α0

fig.137.\ Planos en posiciones particulares. a) Plano frontal. Es un plano paralelo al plano vertical de proyección; por lo tanto todos sus puntos tienen el mismo vuelo. Su traza horizontal, sobre la cual se proyecta horizontalmente todo el plano, es paralela a la línea de tierra. El plano se proyecta verticalmente en verdadero tamaño\ fig.137a.

β0 v

C

r

v

B

h

v

v

h

α =α

h

α =α

r

h

B

h

h

C

A

v

Todas sus rectas se cortan con L.T.

fig.138.\ Plano que pasa por la la línea de tierra.

b) Plano horizontal. Es un plano paralelo al plano horizontal de proyección; por lo tanto todos sus puntos tienen la misma cota. Su traza vertical, sobre la cual se proyecta verticalmente todo el plano es paralela a la línea de tierra. El plano se proyecta horizontalmente en verdadero tamaño\ fig.137b.

v

A α

C

0

β 0=45

h v

B

v

r

v

r

h

h

α =α

0

α0=45

v

h

α =α

c) Plano vertical. Es un plano perpendicular al plano horizontal de proyección; por lo tanto su traza vertical es perpendicular a la línea de tierra, todo el plano se proyecta horizontalmente sobre su traza horizontal\ fig.137c.

h

C

B

v h

A

a) Primer bisector

v

Proyecciones simétricas h

A =A

d) Plano de punta. Es un plano perpendicular al plano vertical de proyección; por lo tanto su traza horizontal es perpendicular a la línea de tierra, todo el plano se proyecta verticalmente sobre su traza vertical\ fig.137d.

α v

0

α0=45 v

r =r

h v

C =C v

α =α

e) Plano de perfil. Es un plano perpendicular a la línea de tierra; por lo tanto es paralelo al plano lateral y en consecuencia todos sus puntos tienen igual distancia a este plano. Sus trazas horizontal y vertical son perpendiculares a la línea de tierra, y todo el plano se proyecta horizontal y verticalmente sobre ellas. El plano se proyecta lateralmente en verdadero tamaño, por eso

v

h

h

B =B b) Segundo bisector

fig.139.\ Planos bisectores.

40

h

α =α

h

Proyecciones coincidentes


capítulo 4

INTERSECCIÓN; PARALELISMO; PERPENDICULARIDAD. En el capítulo tres se estudió como definir la Proyección Diédrica de los elementos geométricos básicos: punto; recta y plano. Sin embargo, estos elementos geométricos no deben considerarse como algo independiente, debido a que se presentan juntos en cualquier objeto real que se represente o en cualquier problema de Geometría Descriptiva que se quiera resolver. Por ejemplo, un punto puede originarse de la intersección entre una recta y un plano; o una recta puede ser definida por la intersección entre dos planos, etc. Las rectas y los planos por su parte pueden ubicarse en el espacio que los rodea en diferentes posiciones relativas; pudiendo ser paralelos; perpendiculares, cortarse, cruzarse, etc.

En este capítulo se estudia como definir, en Doble Proyección Ortogonal, la intersección, paralelismo y/o perpendicularidad que puede producirse entre rectas y planos debido a las posiciones relativas que estos ocupen entre sí en el espacio que los rodea. Los procedimientos aquí descritos son de gran importancia para la resolución de problemas en doble proyección ortogonal, y representan una herramienta básica de trabajo que capacitará al estudiante para la determinación de la Proyección Diédrica de objetos tridimensionales, tales como pirámides, prismas, conos, esferas, etc., así como para la definición de las intersecciones producidas entre estos cuerpos. Por otra parte, la comprensión de estas relaciones básicas de intersección, paralelismo y perpendicularidad, es necesaria para la resolución de problemas métricos y la determinación de lugares geométricos, que se analiza en los capítulos cinco y seis; así como para la comprensión de otros procedimientos prácticos de Geometría Descriptiva como lo son: el rebatimiento de planos; rotación; y cambio de planos de proyección, descritos en el capítulo siete, y que representan también procedimientos de trabajo esenciales para la determinación de la proyección diédrica de objetos geométricos complejos.


INTERSECCIÓN


INTERSECCIÓN.

c) La proyección horizontal (Ι ) del punto (Ι), se obtiene h h proyectivamente, sobre la proyección horizontal (r =t ) de las rectas (r y t).

INTERSECCIÓN ENTRE RECTA Y PLANO.

También es posible definir la intersección (Ι) entre una recta v v (r) y un plano (α) tapando las proyecciones verticales (r y t ) de las rectas (r y t) y siguiendo un procedimiento análogo al anterior\ fig.142.

La intersección entre una recta (r) y un plano (α) es un punto (Ι)\ fig.140. r

α

α

fig.140.\ Intersección (Ι) entre una recta (r) y un plano (α).

Ι

2

r

DETERMINACIÓN DE LA INTERSECCIÓN ENTRE UNA RECTA Y UN PLANO (recta tapada).

th

2v

t∈α Ι

2

2h

Ιh

fig.142.\ Determinación de la intersección (Ι) entre una recta (r) v v y un plano (α), tapando las proyecciones verticales (r y t ) de las rectas (r y t).

tv v

1h

rh

Para definir, en Doble Proyección Ortogonal, el punto de intersección (Ι) entre una recta (r) y un plano (α), se aplica un procedimiento denominado recta tapada, el cual consiste en:\ fig.141:

Ι

rv=tv

1

t∈α

α

1v=2v

Ιv

Ι

rv

Ejemplo: Definir la intersección (Ι) entre la recta (r) y el plano (α) para los siguientes casos:

1v

a) El plano (α) está definido por sus trazas\ fig.143a. r

Solución:

1

En la fig.143b, se muestra la solución tapando las h h proyecciones horizontales (r =t ) de las rectas (r y t) y en v v la fig.143c, tapando sus proyecciones verticales (r =t ).

rh=th Ι

1h=2h

h

v

α

a r

v

r

fig.141.\ Determinación de la intersección (Ι), entre recta (r) y h h plano (α), tapando las proyecciones horizontales (r y t ) de las rectas (r y t) .

a) Definir en el plano (α) una recta (t), cuya proyección h horizontal (t ) coincide (se tapa) con la proyección h horizontal (r ) de la recta (r); por esta razón la recta (t) se 1 denomina recta tapada . Las rectas (r y t) se cortan en el punto de intersección (Ι) buscado.

h

v

Ι

v

v

Ι

h

h

h

h

r =t h

α

α v

r =t

Ι h

v

c

v

Ι

r

v

α

t

b

v

h

α

r

h

α

h

t

fig.143.\ Intersección (Ι) de la recta (r) con el plano (α) definido por trazas.

v

b) La proyección vertical (Ι ) del punto (Ι) queda definida v v por el corte de las proyecciones verticales (r y t ) de las rectas (r y t).

b) El plano (α) está definido por las rectas (f y h) características\ fig.144a. Solución: En la fig.144b, se muestra la solución tapando las h h proyecciones horizontales (r =t ) de las rectas (r y t) y en v v la fig.144c, tapando sus proyecciones verticales (r =t ).

1

La designación de recta tapada asignada a la recta (t) no debe interpretarse literalmente, ya que ambas rectas (r y t) se tapan mutuamente.

42


INTERSECCIÓN


v

a

f

f h

α

r

b

v

f

v

v

h

v

f

c

v

Ιv

v

h

r

v

ANÁLISIS DE INTERSECCIÓN PLANO.

v

r =t

Ιv

v

h

r

h

h

h

r =t

h

h

h

f

r

h

h

Ιh

h

f

h

h

Ιh

h

f

EN CON

LA UN

La representación de la intersección de una recta (r) con un plano (α), siempre presenta dos posibilidades de visibilidad, como se muestra en las fig.147a y fig.147b, en las cuales puede observarse que un segmento de la recta (r), definido por el punto de intersección (Ι) y un punto del contorno del plano (α), permanece invisible al observador, siendo tapado por el plano.

v

t h

LA VISIBILIDAD DE UNA RECTA

h

t

fig.144.\ Intersección (Ι) de la recta (r) con el plano (α) definido por rectas características (f y h).

a

b

r

c) El plano (α) está definido por sus trazas y la recta (r) es una recta de perfil\ fig.145a.

α

Ι

r

α

Ι

Solución: El punto de intersección (Ι), puede definirse en una proyección lateral del sistema\ fig.145b.

r

α

v

1

2

v

r =r

v

Z=rv=rh=tv=th

v

1

α

v

1 v l V =V

h

v

2

2 h

V =H

h

2

v

rl l

1

Ιv

v

Ιl l

2

H

l

h

2

tl

Ejemplo: Definir la intersección (Ι) y visibilidad entre la recta (r) y el triángulo de vértices (A;B; y C)\ fig.148a.

h

1

1 h

α

a

Por medio del siguiente ejemplo se describe la forma de analizar la visibilidad en la intersección de una recta (r) con un plano (α).

Y

Ιh h

fig.147.\ Intersección entre una recta y un plano\ VISIBILIDAD. En Doble Proyección Ortogonal, debe analizarse la visibilidad en las proyecciones horizontal y vertical en forma independiente, debido a que los segmentos visibles en una de las proyecciones no son necesariamente visibles en la otra proyección.

H

b

h

Solución:

h

α

a) Se determina el punto de intersección (Ι) entre la recta (r) y el triángulo (A;B;C)\ fig.148b.

fig.145.\ Intersección (Ι) de un plano (α) definido por trazas, con una recta (r) de perfil.

b) Para determinar la visibilidad en proyección vertical\ fig.148c: d) Definir la intersección (Ι) de la recta (r) con los planos bisectores\ fig.146a.

1) Se define el segmento de punta (1-2) cuya v v proyección vertical (1 =2 ) es el punto de corte entre las proyecciones verticales de la recta (r) y del lado (A-B). Estando los puntos (1 y 2) contenidos en:

Solución: En la fig.146b, se muestra como definir la intersección (Ι) de la recta (r) con el primer bisector, en el cual las proyecciones de la recta (t) son simétricas. En la fig.146c, se muestra como definir la intersección (Ι) de la recta (r) con el segundo bisector, en el cual las proyecciones de la recta (t) coinciden.

rv

a

Ι

v

b

r

v

rv

r

rh=th

h

Ι

h

En el lado (A-B).

punto 2:

En la recta (r).

2) De estos dos puntos, solo uno es visible en proyección vertical, y será aquel de los dos que posea mayor vuelo. Por lo tanto se define la proyección horizontal del segmento de punta (1-2), y se determina en ella cual de estos dos puntos tiene mayor vuelo; resultando ser el punto (2).

c v h Ι =Ι

Se define entonces, que el segmento (2-Ι) de la recta (r) es visible en proyección vertical, porque el punto (2) que esta contenido en el es visible en esta proyección.

0

α α0

punto 1:

tv

c) Para determinar la visibilidad en proyección horizontal\ fig.148d:

rh=tv=th

1) Se define el segmento vertical (3-4) cuya proyección h h horizontal (3 =4 ) es el punto de corte entre las proyecciones horizontales de la recta (r) y del lado (B-C). Estando los puntos (3 y 4) contenidos en:

fig.146.\ Intersección (Ι) de una recta (r) con los planos bisectores.

43


INTERSECCIÓN


punto 3:

En el lado (B-C).

punto 4:

En la recta (r).

r

v

a C

v

v

v

Ι

v

v

C

h

h

t r

h

a) Los planos (α y β) están definidos por sus trazas\ fig.150a. Solución:

v

Se definen dos rectas (a y b) frontales del plano (α), y se determinan sus intersecciones (Ι y J) con el plano (β). La recta de intersección (i) entre los planos (α y β) queda definida por los puntos (Ι y J)\ fig.150b.

h

a r

Ι

h

r

v

A

Ι

h

β

v

α

h

1v

v

v

v

c C

v

4 Ι

C

β

v

v

B

r

v

B B

Ι

h

h

1h

b =t

h

α

h

ih

b) El plano (α) está definido por sus trazas, y el plano (β) por las rectas (a y b) paralelas\ fig.151a.

1

h

β

h

h

a =t

h

I

h

h

B h

2

α

v

fig.150.\ Intersección (i), entre dos planos (α y β) definidos por trazas.

v

h

β

v

J

3

v

J

h

v

v

b

v

h

h

v

a

I

v

d

v

A

v

t

v

C

v

iv

v

t

α

h

1 =2

h

b

A C

A

b

Ejemplo: Definir la intersección (i) entre los planos (α y β) para los siguientes casos:

B

h

A

J

fig.149.\ Intersección (i) entre dos planos (α y β).

B

B

β

b

a

v

B

a

β

J

b

r =t

v

A

Ι

Ι

b

Se define entonces, que el segmento (4-Ι) de la recta (r) es visible en proyección horizontal, porque el punto (4) que esta contenido en el es visible en esta proyección.

v

i

α

a

2) De estos dos puntos, solo uno es visible en proyección horizontal, y será aquel de los dos que posea mayor cota. Por lo tanto se define la proyección vertical del segmento vertical (3-4), y se determina en ella cual de estos dos puntos tiene mayor cota; resultando ser el punto (4).

A

i

α

r

h

Ι

h

h

h

r

h

Solución:

h

3 =4

A C

h

C

La intersección (Ι) entre los planos (α y β), queda definida por los puntos de intersección (Ι y J) de las rectas (a y b) con el plano (α)\ fig.151b.

h

fig.148.\ Intersección entre recta y plano\ VISIBILIDAD.

v

a β b//a

INTERSECCIÓN ENTRE DOS PLANOS.

a) Se elige, cualquier recta (a) en el plano (α), y se determina su intersección (Ι) con el plano (β).

a

h

v

h

h

a

c) Los puntos de intersección (Ι y J) definen la recta de intersección (i) entre los planos (α y β).

v

1v

b =t

J

ih Ι

v

h

h

α

J

h

h

b

h

b a

Ι

α

α

a

b) Se repite el paso anterior eligiendo una segunda recta, (b) en el plano (α), y determinando su intersección (J) con el plano (β).

b

v

v

iv

v

v

α

La intersección entre dos planos (α y β) es una recta (i), para determinarla\ fig.149a:

v

a =t

b

h

t

1h

t

fig.151.\ Intersección (i), entre un plano (α) definido por trazas, y un plano (β) definido por rectas (a y b) paralelas.

Las rectas (a y b) también pueden ser elegidas en el plano (β) y ser interceptadas con el plano (α)\ fig.149b.

c) El plano (α) está definido por las rectas (f y h) características, y el plano (β) por las rectas (a y b) paralelas\ fig.152a.

44


INTERSECCIÓN


ANÁLISIS DE LA VISIBILIDAD INTERSECCIÓN DE DOS PLANOS.

Solución: La intersección (Ι) entre los planos (α y β), queda definida por los puntos de intersección (Ι y J) de las rectas (a y b) con el plano (α)\ fig.152b.

α

v

v

v

a

f h

v

v

Ι

v

f

v

h

ih

h

f

Ι

h

h

a β b//a a

h

J

b) Se definen las intersecciones: (Ι) de la recta (A-B) con el cuadrilátero (1;2;3;4); y (J) de la recta (2-3) con el triángulo (A;B;C). El segmento (Ι-J) pertenece a los dos planos, y si está contenido en el primer cuadrante siempre es visible en ambas proyecciones\ fig.154c.

h

h

a

h

h

b

Solución: a) Se define la proyección horizontal (1 ) del vértice (1), haciéndolo pertenecer al plano (1;2;3)\ fig.154b.

h

h

iv

v

h

f

h

J

v

h

a

f

v

LA

Ejemplo: Definir la intersección y visibilidad entre el triángulo (A;B;C) y el cuadrilátero (1;2;3;4) contenido en el plano (1;2;3)\ fig.154a.

v

1v

b =t

a =t

b

EN

h

b

b

h

1h

t

t

c) Se define la visibilidad de la intersección entre las dos figuras planas, por medio del análisis de visibilidad de la intersección de las rectas: (A-B) con el cuadrilátero (1;2;3;4); y (2-3) con el triángulo (A;B;C)\ fig.154d.

fig.152.\ Intersección (i), entre un plano (α) definido por rectas (f y h) características, y un plano (β) definido por rectas (a y b) paralelas.

a

d) El plano (α) está definido por trazas, y el plano (β) es un plano que pasa por la línea de tierra y contiene al punto (A)\ fig.153a.

v

b

B

v

4

v

B

v

4

v

v

3

3

v

v

1

Solución:

1

v

v

A

1) Se traza, por el punto (A), una recta (r) cualquiera del plano (α); es decir, cualquier recta (r) que pase por el punto (A) y se corte con la línea de tierra\ fig.153b.

A C

v

v

2

2

2) Se define la intersección (Ι) de la recta (r) con el plano (α).

C

v

v

h

B

h

4

h

B

h

4 h

1

3) Se define la intersección (J) del plano (α) con la línea de tierra.

h

h

3 h

A

4) Los puntos (Ι y J) están contenidos simultáneamente en los planos (α y β), por lo tanto definen a la recta de intersección (Ι) entre ambos planos.

3 h

A C

h

2 c

h

v

d

B

v

4

C

h

2

h

v

B

v

4

v

a

b

αv

v

A

α

v

A

Ι

v

v

A

αh

r

h

1 J

v

J

v

v

C

h h

A

αh

t

C

h

B

h

h

1

Ι

v

v

2

4

ih

v

v

v

2

h

v

A

r =t

Ι h

3 Ι

v

A

h

v

3

v

v

v v

v

J =J

1

iv

Ι

h

B

h

4

h

h

1

Ι

h

h

3

fig.153.\ Intersección (i) de un plano (α) definido por trazas, con un plano (β) que pasa por la línea de tierra y contiene a un punto (A).

J h

2

h

h

J

A

h

A

h

C

h

h

2

3

h

C

h

fig.154.\ Intersección y visibilidad de dos planos\ ejemplo.

45


INTERSECCIÓN


INTERSECCIÓN DE TRES PLANOS.

Solución:

La intersección de tres planos (α; β; y γ) es un punto (Ι). El cual se define interceptando, con el plano (γ), la recta de intersección (i) entre los planos (α y β)\ fig.155.

a) Se determina la intersección (i) entre los planos (α y β)\ fig.156b. b) Se determina la intersección (Ι) de la recta (i) con el plano (γ)\ fig.156c.

γ a

β

v

v

α

γ

v

b

β

v

v

α

γ

v

c

β

v

v

α

γ

v

Ι

α

i

i

Ι

v

th

β h

α γ

h

β

h h

α γ

h

i

h

β

i

h h

α γ

Ι

h

fig.156.\ Intersección (Ι) de tres planos\ ejemplo.

46

v

β h

fig.155.\ Intersección (Ι) entre tres planos (α, β y γ).

Ejemplo: Definir la intersección (Ι) entre los planos (α; β; y γ)\ fig.156a.

v v

I =t

h

h


PARALELISMO

Ing. Alberto M. Pérez G. v

PARALELISMO.

Ejemplo 2) Definir la proyección vertical (r ) de la recta (r), que contiene al punto (A) y es paralela al plano (α) de punta\ fig.159b1.

PARALELISMO ENTRE RECTAS.

Solución:

El paralelismo entre rectas, en Doble Proyección Ortogonal, tiene propiedad proyectiva. Por lo tanto si dos rectas (a y b) son paralelas, sus proyecciones verticales son paralelas v v (a //b ) y sus proyecciones horizontales también son h h paralelas (a //b ).

La proyección vertical (t ) de cualquier recta (t) del plano (α) v de punta coincide con la proyección vertical (α ) de su traza v v v vertical (α =t ). Por lo tanto la proyección vertical (r ) de la v recta (r), pasa por la proyección vertical (A ) del punto (A) y v es paralela a la proyección vertical (α ) de la traza vertical del plano (α)\ fig.159b2.

v

Ejemplo: Definir las proyecciones de la recta (a) que contiene al punto (A) y es paralela a la recta (r)\ fig.157a.

h

Ejemplo 3) Definir la proyección horizontal (r ) de la recta (r), que contiene al punto (A) y es paralela al primer bisector\ fig.159c1.

Solución:\ fig.157b.

Solución: v

a

b v

r

v

A

v

r

A

v

v

v

h

h

a // r h

h

A r

A

h

r

h

a // r

h

Ejemplo 4) Definir la proyección horizontal (r ) de la recta (r), que contiene al punto (A) y es paralela al segundo bisector\ fig.159d1.

fig.157.\ Recta (a), paralela a otra recta (r).

Solución: Las proyecciones de la recta (t) que esta contenida en el v Segundo Bisector y cuya proyección vertical (t ) coincide v con la proyección vertical (r ) de la recta (r) son v v h coincidentes (r =t =t ). Por lo tanto la proyección horizontal h h (r ) de la recta (r), pasa por la proyección horizontal (A ) del v punto (A) y es paralela a la proyección vertical (r ) de la recta (r)\ fig.159d2.

PARALELISMO ENTRE RECTA Y PLANO. Si una recta (r) es paralela a un plano (α), entonces existen en el plano (α) infinidad de rectas (a; b; c; d...) paralelas a la recta (r)\ fig.158a. Para verificar el paralelismo entre una recta (r) y un plano (α) es suficiente comprobar la existencia de una recta (a) del plano (α) que sea paralela a la recta (r)\ fig.158b.

v

r // α

r // α

b

v

v

α

A a

r

v

α

A

v

v

α

b

c

h

α

h

A

a∈α a // r

d

v

r

h

h

h h

A

h

A h

2) Solución

1) Datos

a) Recta (r) paralela a un plano (α) definido por trazas

fig.158.\ Paralelismo entre recta (r) y un plano (α).

v

A r

h

Ejemplo 1) Definir la proyección horizontal (r ) de la recta (r), que contiene al punto (A) y es paralela al plano (α)\ fig.159a1.

2) Solución

v

v

v

A

v

r =t

v

α

b) Recta (r) paralela a un plano (α) de punta

v

A

RECTA PARALELA A UN PLANO.

h

α

h

r //t 1) Datos

v

h r //t h

α

h

A

v

r //α

v

α =t

v

r =t

t

α

v

A

v

A

v

α

h

a

h

Las proyecciones vertical (t ) y horizontal (t ) de la recta (t) v contenida en el Primer Bisector, cuya proyección vertical (t ) v coincide con la proyección vertical (r ) de la recta (r) son simétricas con respecto a la línea de tierra. Por lo tanto la h proyección horizontal (r ) de la recta (r), pasa por la h proyección horizontal (A ) del punto (A) y ambas proyecciones de la recta (r) forman con la línea de tierra el mismo ángulo (αο)\ fig.159c2.

A r

v

v

h

r =t =t

v

0

α

0

Solución:

h

A

α

0

α

h

A

h

t

h

A

h

A

h

r //r

h

h

1) Se define la proyección horizontal (t ) de la recta (t) que esta contenida en el plano (α), cuya proyección vertical v v (t ) se tapa con la proyección vertical (r ) de la recta (r).

1) Datos

r 2) Solución

c) Recta (r) paralela al primer bisector

h

2) Se traza, por la proyección horizontal (A ) del punto (A), y h paralela a la proyección horizontal (t ) de la recta (t), la h proyección horizontal (r ) de la recta (r)\ fig.159a2.

1) Datos

2) Solución

d) Recta (r) paralela al segundo bisector

fig.159.\ Recta (r) paralela a un plano (α)\ ejemplos.

47

v


PARALELISMO


PLANO PARALELO A UNA RECTA.

PARALELISMO ENTRE PLANOS.

Ejemplo: Definir el plano (α), que contiene a la recta (a) y es paralelo a la recta (r)\ fig.160a.

Si dos planos (α y β) son paralelos, entonces todas las rectas (a; b; c;...) del plano (α) son paralelas al plano (β), y todas las 1 1 1 rectas (a ; b ; c ;...) del plano (β) son paralelas al plano (α)\ fig.163a.

Solución: Para definir este plano (α) debe trazarse, por cualquier punto (P) de la recta (a), una recta (b) paralela a la recta (r), quedando el plano (α) definido por las rectas (a y b) que se cortan\ fig.160b. r

a

v

a

v

r

v

v

b //r

h

a // β

P r

b // β

c // β

β

h

a r

v

b

h

α

a

b

b // β

P

a

a

α

α

b

v

v

Para verificar el paralelismo entre dos planos (α y β) es suficiente comprobar que dos rectas (a y b) no paralelas, de uno de ellos (α) sean paralelas al otro (β)\ fig.163b.

1

a // α

1

b // α

h

a

h

a // β

β // α

1

h

b //r

c // α

h

fig.163.\ Paralelismo entre planos.

fig.160.\ Plano (α), paralelo a una recta (r)\ ejemplo.

Ejemplo 1) Definir el plano (β) que contiene al punto (A) y es paralelo al plano (α) definido por las rectas (a y b)\ fig.164a.

RECTA PARALELA A DOS PLANOS.

Solución:

Una recta (r) es paralela a dos planos (α y β) si es paralela a la intersección (i) entre ambos planos\ fig.161.

1

r // i

β // r

1

El plano (β) se define por medio de las rectas (a y b ) que pasan por el punto (A) y son paralelas a las rectas (a y b) respectivamente\ fig.164b. v

a

i

v

a

v

b

a v

b

v

A

1v

b

v

b //b

v

A

1v

v

a //a

α // r

h

h

b

b

h

A

h

a

fig.161.\ Recta (r) paralela a dos planos (α y β).

α

Ejemplo: Definir las proyecciones de la recta (r) que pasa por el punto (A) y es paralela a los planos (α y β)\ fig.162a.

v

α

Av

rv// iv Av

iv

h

i

a

v

a //a 1 b //b

1h

h

a //a

v

α

v

v

β //α

v

v

f //α v

v

A

v

h

h

α a

β

b

α

A h

h

A

Solución: Se define inicialmente el plano (β) por medio de las rectas características (f y h), que pasan por el punto (A) y son paralelas a las trazas vertical y horizontal del plano (α) respectivamente. Y luego se definen las trazas del plano (β) por medio de sus rectas características (f y h)\ fig.165b.

v

α

v

β

a b

1

fig.164.\ Paralelismo entre planos\ ejemplo 1.

Se define la intersección (i) entre los planos (α y β), y se traza, por el punto (A) la recta (r) paralela a la recta (i)\ fig.162b.

v

h

Ejemplo 2) Definir las trazas del plano (β) que contiene al punto (A) y es paralelo al plano (α)\ fig.165a.

Solución:

β

1h

b //b

h

a

α

Ah h

β

b

Ah h

β

h

rh// ih

h

A

h

A

f h

h

h //α h

α

fig.162.\ Recta (r) paralela a dos planos (α y β)\ ejemplo.

h

α

fig.165.\ Paralelismo entre planos\ ejemplo 2.

48

h

h

β //α


PERPENDICULARIDAD


En Proyección Diédrica, para que el ángulo recto se proyecte sin deformación, por lo menos una de la rectas que lo definen debe ser:

PERPENDICULARIDAD.

a) frontal (f) (paralela al plano vertical de proyección). En este caso se proyecta el ángulo recto sin deformación sobre el plano vertical de proyección (véase el ejemplo de la fig.167a).

PERPENDICULARIDAD ENTRE RECTAS. El ángulo recto, en proyección ortogonal, tiene propiedad proyectiva cuando por lo menos una de las rectas que lo definen es paralela al plano de proyección.

b) horizontal (h) (paralela al plano horizontal de proyección). En este caso se proyecta el ángulo recto sin deformación sobre el plano horizontal de proyección) (véase el ejemplo de la fig.167b).

En la fig.166a, se muestra una escuadra paralela a un plano (α) de proyección, los catetos (a y b) definen un ángulo recto, el cual se proyecta ortogonalmente sin deformación sobre el plano (α) por ser ambos catetos paralelos a este plano.

Ejemplo 1: Definir las proyecciones de la recta (r) que contiene al punto (A) y es perpendicular a la recta frontal (f).\ fig.167a1. Solución:

Si esta escuadra se gira a través de su cateto (a) (fig.166b), el cateto (b) deja de ser paralelo al plano (α), pero el ángulo recto sigue proyectándose sin deformación, por que el cateto (a) sigue siendo paralelo al plano de proyección (α).

a) Las proyecciones verticales de las rectas (f y r) son v v perpendiculares (f ⊥ r ), ya que la recta frontal (f) es paralela al plano vertical de proyección. Por lo tanto se v traza, por la proyección vertical (A ) del punto (A), y v perpendicular a la proyección vertical (f ) de la recta (f), v la proyección vertical (r ) de la recta (r)\ fig.167a2.

En la fig.166c, donde la escuadra se gira a través de su hipotenusa (h), puede observarse que el ángulo recto es deformado al proyectarse, debido a que las dos rectas (a y b) que lo definen dejan de ser paralelas al plano (α) de proyección.

v

h

b) Se definen las proyecciones vertical (P ) y horizontal (P ) del punto (P) de corte entre las rectas (f y r). h

c) La proyección horizontal (r ) de la recta (r) queda h h definida por las proyecciones horizontales (A y P ) de los puntos (A y P). a) La escuadra es paralela al plano (α). El ángulo recto se proyecta sin deformación sobre el plano (α) por que los catetos (a y b) que lo definen son paralelos a ese plano

α

rv

α

h

α

a

v

f

v

h

P

h

b

f

1) Datos

h

P

h

r

P

h

h

A

2) Solución

1) Datos

h

2) Solución

b) horizontal (h)

fig.167.\ Definir las proyecciones de la recta (r) que contiene al punto (A) y es perpendicular a la recta...

α

b

a

h

h

A

h

a) frontal (f)

α

aα

h

f

r

α

v

h

h

h

h

A

v

h A

A

h

b) La escuadra se gira a través del cateto (a). El ángulo recto sigue proyectandose sin deformación sobre el plano (α) por que uno de los catetos (a) que lo definen es paralelo a ese plano

A v

A

A

bα

v

P

v

v

a

rv

v

h

v

f

h

Ejemplo 2: Definir las proyecciones de la recta (r) que contiene al punto (A) y es perpendicular a la recta horizontal (h).\ fig.167b1.

b

Solución: c) La escuadra se gira a través de la hipotenusa (h). El ángulo recto se deforma al ser proyectado sobre el plano (α), por que ninguno de los catetos (a ó b) que lo definen es paralelo a ese plano

α aα 0

a) Las proyecciones horizontales de las rectas (h y r) son h h perpendiculares (h ⊥ r ), ya que la recta horizontal (h) es paralela al plano horizontal de proyección. Por lo tanto h se traza, por la proyección horizontal (A ) del punto (A), y h perpendicular a la proyección horizontal (h ) de la recta h (h), la proyección horizontal (r ) de la recta (r)\ fig.167b2.

α

h 0

α ≠90

a

h

bα

h

v

b) Se definen las proyecciones horizontal (P ) y vertical (P ) del punto (P) de corte entre las rectas (h y r).

b

v

c) La proyección vertical (r ) de la recta (r) queda definida v v por las proyecciones verticales (A y P ) de los puntos (A y P).

fig.166.\ Propiedad proyectiva del ángulo recto.

49


PERPENDICULARIDAD


RECTAS PERPENDICULARES ORTOGONALES.

Y

b) La recta (r) es también ortogonal a la traza horizontal (h) del plano (α), y por estar esta última contenida en el plano horizontal de proyección, el ángulo recto entre ambas rectas se proyecta horizontalmente sin h h deformación, por lo tanto se dibuja (r ⊥ α )\ fig.170c.

RECTAS

Dos rectas se denominan perpendiculares si se cortan formando un ángulo recto y ortogonales si forman un ángulo recto pero no se cortan. Para mayor comprensión, obsérvese el paralelepípedo mostrado en la fig.168a, en el cual sus aristas (a y b) son perpendiculares; mientras que las aristas (a y c) son ortogonales al igual que las aristas (b y c).

v

α

r

a

v

v

r

f

h

α

a

h

h

v v

h

h

A

h

h

A

h

α

b

h

h

A

h

α (h )

c

Ejemplo 2: Definir las proyecciones de la recta (r) que contiene al punto (A) y es perpendicular al plano (α)\ fig.171a. Solución:

h

1) frontal (f)

r

h

fig.170.\ Recta (r), que contiene a un punto (A) y es perpendicular a un plano (α), definido por trazas.

v

h

(a y b) son perpendiculares (a y c) son ortogonales (b y c) son ortogonales

v

r

f

c

v

A

f

h

h

v

α

v

A

v

b

r

v

r

En la fig.168b1, se muestra, la doble proyección ortogonal, de una recta (r) ortogonal a una recta frontal (f). Y en la fig.168b2, de una recta (r) ortogonal a una recta horizontal (h). a

v

α (f )

v

A

r 2) horizontal (h)

a) La recta (r) es ortogonal a la recta característica frontal (f) del plano (α), y por ser esta última paralela al plano vertical de proyección, el ángulo recto entre ambas rectas se proyecta verticalmente sin deformación, por lo v v tanto se dibuja (r ⊥ f )\ fig.171b.

b) Recta (r) ortogonal a una recta:

fig.168.\ Perpendicularidad y ortogonalidad.

PERPENDICULARIDAD ENTRE RECTA Y PLANO.

b) La recta (r) es también ortogonal a la recta característica horizontal (h) del plano (α), y por ser esta última paralela al plano horizontal de proyección, el ángulo recto entre ambas rectas se proyecta horizontalmente sin deformación, por lo tanto se dibuja h h (r ⊥ h )\ fig.171c.

Si una recta (r) es perpendicular a un plano (α), entonces todas las rectas del plano (α) son perpendiculares, ú ortogonales, a la recta (r)\ fig.169. Para verificar la perpendicularidad entre una recta (r) y un plano (α),es suficiente comprobar que dos rectas (a y b) no paralelas del plano (α) sean perpendiculares, ú ortogonales, a la recta (r).

v

v

v

A

f

f

v

r

v

h

h

v

v

f

v

A

r

v

h

v

A

v

r⊥α c b d

e

a α

Si la recta (r) es perpendicular al plano (α), entonces todas las rectas (a; b; c; d; e;...) del plano (α) son perpendiculares, ú ortogonales a la recta (r)

h

h

h

h

h

h h

r

h

A

A

h

a

f

h

A

h

f

h

h

b

f

c

fig.171.\ Recta (r), que contiene a un punto (A) y es perpendicular a un plano (α), definido por rectas características

fig.169.\ Recta (r) perpendicular a un plano (α).

PLANO PERPENDICULAR A UNA RECTA. Ejemplo 1: Definir las proyecciones de la recta (r) que contiene al punto (A) y es perpendicular al plano (α)\ fig.170a.

Ejemplo: Definir el plano (α) que contiene al punto (A) y es perpendicular a la recta (r)\ fig.172a.

Solución:

Solución:

a) La recta (r) es ortogonal a la traza vertical (f) del plano (α), y por estar esta última contenida en el plano vertical de proyección, el ángulo recto entre ambas rectas se proyecta verticalmente sin deformación, por lo tanto se v v dibuja (r ⊥ α )\ fig.170b.

a) Se traza, por el punto (A) y ortogonal a la recta (r), la recta característica frontal (f) del plano (α)\ fig.172b. b) Se traza, por el punto (A) y ortogonal a la recta (r), la recta característica horizontal (h) del plano (α)\ fig.172c.

50


PERPENDICULARIDAD


El plano (α) queda definido por sus rectas características frontal (f) y horizontal (h), que se cortan en el punto (A) y son ortogonales a la recta (r); siendo en consecuencia el plano (α) perpendicular a la recta (r). v

v

r

A

f

v

r

v

A

v

v

f

r

v

A

RECTAS DE MÁXIMA PENDIENTE DE UN PLANO. Son las rectas (p) de un plano (α) perpendiculares a todas las rectas horizontales del mismo, y en consecuencia perpendiculares a su traza horizontal (h)\ fig.175.

v

o

El ángulo (α ) que forman con el plano horizontal de proyección las rectas (p) de máxima pendiente de un plano o (α), es igual al ángulo (α ) que forma el plano (α) con el plano horizontal de proyección.

v

h

h

h r

h

r

h

h

h

A

a

f

h

b

A

r

h

A

h

f

h

0

α

fig.172.\ Plano (α), que contiene a un punto (A) y es perpendicular a una recta (r).

v

α

p

c

α

v

p

0

α

h

PH

h

p

h

α

RECTA PERPENDICULAR A OTRA RECTA. Para definir las proyecciones de una recta (b) que pase por un punto (P) y sea perpendicular a otra recta (a)\ fig.173a:

fig.175.\ Recta (p) de máxima pendiente de un plano (α).

a) Se traza por el punto (P) un plano (α) perpendicular a la recta (a) y se determina la intersección (Ι) entre la recta (a) y el plano (α)\ fig.173b.

RECTAS DE MÁXIMA INCLINACIÓN DE UN PLANO.

b) La recta (b) queda definida por los puntos (P) e (Ι)\ fig.173c.

Son las rectas (i) de un plano (α) perpendiculares a todas las rectas frontales del mismo, y en consecuencia son perpendiculares a su traza vertical (f) \ fig.176.

a

a

b

a Ι

P

Ι

P

α

o

El ángulo (β ) que forman con el plano vertical de proyección las rectas de máxima inclinación (i) de un plano o (α), es igual al ángulo (β ) que el plano (α) forma con el plano vertical de proyección.

c

a P

b

α

v

α PV

fig.173.\ Recta (b), que contiene a un punto (P), y es perpendicular a otra recta (a).

β f

Ejemplo: Definir las proyecciones de la recta (b), que contiene al punto (P) y es perpendicular a la recta (a)\ fig.174a.

β

0

0

i

i α

i

v

h

h

α

Solución: fig.176.\ Recta (i) de máxima inclinación de un plano (α).

a) Se define, por medio de las rectas características (f y h), el plano (α), que contiene al punto (P) y es perpendicular a la recta (a); y se determina la intersección (Ι) entre el plano (α) y la recta (a)\ fig.174b.

Un plano (α) puede ser definido por una sola recta, si esta es de máxima pendiente (p); o de máxima inclinación (i).

b) La recta (b) queda definida por los puntos (P e Ι)\ fig.174c. v

v

a =t

v

P v

a

Ι

v

v

v

a =t

v

P

v

h

b

v

f

h

Ι

v

a) Se definen las trazas vertical (V) y horizontal (H) de la recta (p)\ fig.177a2.

v

f

h

a

Solución:

v

P

v

h

v

Ejemplo 1: Definir las trazas del plano (α), sabiendo que la recta (p) es una de sus rectas de máxima pendiente\fig.177a1.

a

h

h

t

h

f h

a

h

P

a

Ι h

h

f

h

P

v h

t

h

h

b b

Ι

v

h

h

h

b) Se traza, por el punto (H ), y perpendicular a la recta (p ), h la proyección horizontal (α ) de la traza horizontal del plano (α).

h

P

v

c) La proyección vertical (α ) de la traza vertical del plano v (α), pasa por el punto (V ) y se corta en la línea de tierra h con la recta (α ).

c

fig.174.\ Recta (b), que contiene a un punto (P), y es perpendicular a otra recta (a)\ ejemplo.

51


PERPENDICULARIDAD


1) Datos

2) Solución

v

V

v

α

v

p

a

v

α

v

H

b

v

a

p

v

b

v

v

α

A

v

v

a h

V h

p

h

p

a) de máxima pendiente (p)

H

h

β

h

h

α

a

h

b

a b

h

a h

A

h

1) Datos i

α

v

α

v

2) Solución

V

h

α

v

i

fig.179.\ Plano (β), que contiene a una recta (a), y es paralelo a otro plano (α).

v

H

v

h

i

V

h

i

h

h

α b) de máxima inclinación (i)

H

PLANO PERPENDICULAR A OTROS DOS.

h

Un plano (γ) es perpendicular a otros dos planos (α y β) si es perpendicular a la intersección (i) entre ellos\ fig.180.

fig.177.\ Determinar las trazas del plano (α) definido por la recta...

γ

Ejemplo 2: Definir las trazas del plano (α), sabiendo que la recta (i) es una de sus rectas de máxima inclinación\fig.177b1. Solución:

Si la recta de intersección (i) entre los planos (α y β) es perpendicular al plano (γ), entonces el plano (γ) es perpendicular a los planos (α y β) simultaneamente

α

a) Se definen las trazas vertical (V) y horizontal (H) de la recta (i)\ fig.177b2. v

β

v

b) Se traza, por el punto (V ), y perpendicular a la recta (i ), v la proyección vertical (α ) de la traza vertical del plano (α).

i fig.180.\ Plano (γ) perpendicular a los planos (α y β).

h

c) La proyección horizontal (α ) de la traza horizontal del h plano (α), pasa por el punto (H ) y se corta en la línea de v tierra con la recta (α ).

Ejemplo: Definir el plano (γ) que contiene al punto (A) y es perpendicular a los planos (α y β)\ fig.181a.

PERPENDICULARIDAD ENTRE PLANOS. Para verificar la perpendicularidad entre dos planos (α y β) es suficiente comprobar la existencia en uno de ellos (α) de una recta (r) que sea perpendicular al otro (β)

α

r∈β

β ⊥α

Solución: a) Se define la intersección (i) entre los planos (α y β)\ fig.181b. b) Se define el plano (β) por medio de sus rectas características (f y h) que pasan por el punto (A) y son ortogonales a la recta de intersección (i) entre los planos (α y β)\ fig.181c.

Si se determina que una recta (r) del plano (α) es perpendicular al plano (β), entonces los planos (α y β) son perpendiculares

β

v

v

β

A

v

v

fig.178.\ Perpendicularidad entre planos. β a

h

v

v

h

h

α

A

β b

h

v

i i

i β

h

h

α

A

v

h

h

h

h A f h

h c

A

f

v

h

v

h

α i

Ejemplo: Definir el plano (β) que contiene a la recta (a) y es perpendicular al plano (α)\ fig.179a.

v

α

v

α

β

v

A

h

α

γ

Solución: fig.181.\ Plano (γ), que contiene a un punto (A), y es perpendicular a los planos (α y β).

Se traza, por cualquier punto (A) de la recta (a), una recta (b) perpendicular al plano (α), y el plano (β) queda definido por las rectas (a y b) que se cortan\ fig.179b.

52

f h


capítulo 5

problemas métricos. En este capítulo se analizan los procedimientos por medio de los cuales pueden determinarse, en Doble Proyección Ortogonal, distancias lineales ó angulares entre puntos rectas y planos.

La comprensión de los problemas métricos básicos aquí analizados capacitará al estudiante para resolver cualquier problema relacionado con las dimensiones de los objetos que esté proyectando. No debe iniciarse el estudio de este capítulo sin comprender el anterior, pues la resolución de los problemas métricos aquí planteados requiere de la aplicación de los conceptos de intersección, paralelismo y perpendicularidad ya expuestos.


PROBLEMAS MÉTRICOS


b) Se determina la distancia (dA-Ι) entre los puntos (A e Ι); la cual es igual a la distancia (dA-α) entre el punto (A) y el plano (α)\ fig.184c.

PROBLEMAS MÉTRICOS. DISTANCIA ENTRE DOS PUNTOS.

DISTANCIA ENTRE UN PUNTO Y UNA RECTA.

La distancia (dA-B) entre dos puntos (A y B), se determina por medio de un triángulo de rebatimiento vertical (fig.182a) ú horizontal (fig.182b). a

v

A

b

v

dA-B

A

∆Z

v

B

A-B

∆Y

Para determinar la distancia (dA-r) entre un punto (A) y una recta (r) (fig.185a): se traza, por el punto (A), un plano (α) perpendicular a la recta (r), y se determina la intersección (Ι) entre ambos. La distancia (dA-Ι) entre los puntos (A e Ι), es igual a la distancia (dA-r) entre el punto (A) y la recta (r)\ fig.185b.

v

A-B

B

A

A

h

A A-B

h

∆Y

A

h

∆Z

B

h

B

dA-I = dA-r

r

A-B

r

Ι

dA-B

fig.182.\ Distancia (dA-B) entre dos puntos (A y B).

α

DISTANCIA ENTRE UN PUNTO Y UN PLANO.

fig.185.\ Distancia (dA-r) entre un punto (A) y una recta (r).

Para determinar la distancia (dA-α) entre un punto (A) y un plano (α) (fig.183a), se traza por el punto (A) una recta (p) perpendicular al plano (α) y se determina la intersección (Ι) entre ambos. La distancia (dA-Ι) entre los puntos (A e Ι) es igual a la distancia (dA-α) entre el punto (A) y el plano (α)\ fig.183b. a

b

A

Ejemplo: Definir la distancia entre el punto (A) y la recta (r)\ fig.186a: Solución: a) Se define, por medio de las rectas características (f y h), el plano (α), que contiene al punto (A) y es perpendicular a la recta (r), y se determina la intersección (Ι), entre la recta (r) y el plano (α)\ fig.186b.

A dA-Ι = dA-α

b) Se determina la distancia (dA-Ι) entre los puntos (A e Ι); la cual es igual a la distancia (dA-r) entre el punto (A) y la recta (r)\ fig.186c.

Ι p

α

a

α

b r

v

v

A

fig.183.\ Distancia (dA-α) entre un punto (A) y un plano (α).

v

h

Ι r

v

v

A

h

h

A

Ejemplo: Definir la distancia entre el punto (A) y el plano (α)\ fig.184a:

r

v

v

α

A

v

A

v

b

α v

Ι

v

v

Ι

p =t

h

h

A

v

A-Ι

v

h

∆Z h

t

α

∆Z

p Ι

h

α

p h

α

h

A

h

α

A-Ι

Ι

Ι

v

v

v

f ∆Z

h

Ι

A

h

h

h

r

v

A h

A

f

Ι

∆Z

h

dA-Ι=dA-r

h

DISTANCIA CRUZAN.

h h

p dA-Ι=dA-α

h

r

h

h

h

r

h

fig.186.\ Distancia (dA-r) entre un punto (A) y una recta (r)\ ejemplo.

v

A

v

c

v

h

f

Solución: a

c

v

f

v

ENTRE

DOS

RECTAS

QUE

SE

Para determinar la distancia (da-b) entre dos rectas (a y b) que se cruzan\ fig.187a:

h

A

a) Se define un plano (α) que contenga a una de ellas (b) y se paralelo a la otra (a); para ello se traza por cualquier 1 punto (1) de la recta (b) una recta (a ) paralela a la recta (a). De esta forma el plano (α) queda definido por 1 las rectas (a y b) que se cortan y es paralelo a la recta (a)\ fig.187b

fig.184.\ Distancia (dA-α) entre un punto (A) y un plano (α)\ ejemplo. a) Se traza, por el punto (A), la recta (p) perpendicular al plano (α), y se determina la intersección (Ι), entre la recta (p) y el plano (α)\ fig.184b.

54


PROBLEMAS MÉTRICOS


b) Por cualquier punto (2) de la recta (a) se traza una recta (p) perpendicular al plano (α) y se determina su intersección (Ι) con este plano. La distancia (d2-Ι) entre los puntos (2 e Ι) es igual a la distancia (da-b) entre las rectas (a y b)\ fig.187c. a

iii) Se dibuja, por la traza vertical (V) de de la recta (h) y cortándose en la línea de tierra con la traza horizontal del plano (α), la traza vertical del plano (α).

2

d2-Ι = da-b

a

ii) Se dibuja, por la traza horizontal (H) de la recta (b), y paralela a la recta horizontal (h), la traza horizontal del plano (α).

a

p

α

b) Por un punto (2) cualquiera de la recta (a) se traza una recta (p) perpendicular al plano (α) y se determina su intersección (Ι) con el mismo\ fig.188c.

Ι b

b

a //a

1 a

b 1

1

a //a

1

b

c) Se determina la distancia (d2-Ι) entre los puntos (2 e Ι) la cual es igual a la distancia (da-b) entre las rectas (a y b)\ fig.188d.

α

c

fig.187.\ Distancia (da-b) entre dos rectas (a y b) que se cruzan.

PERPENDICULAR COMÚN A DOS RECTAS QUE SE CRUZAN.

Ejemplo: Determinar la distancia (da-b) entre las rectas (a y b) que se cruzan\ fig.188a.

Para trazar la recta (c) que sea perpendicular a dos rectas (a y b) que se cruzan\ fig.187a:

Solución: v

b

a

v

a

v

b

a

v

1v

1

v

a //a

v

α

v

V

v

h

X

h

b

b

1h

c

h

X

α

b

Ι

H

h

h

a

2

d

p

a

v

α

v

v

2

d2-Ι

b

b

Ι

h

α

∆Y

h h

b

h

a

2

a //a

Ι

Ι

Ι

3

1

v

c

b

b

v

h

2

2

a //a

Ι

a

p

v

v

1

1

a //a a

h

2 a

p

v

2

v

c) Se traza, por el punto (3) la recta (c) paralela a la recta (p). Esta recta (c) es perpendicular a las rectas (a y b) simultáneamente\ fig.189b.

h

α

h h

p

a v

h

V

h

h

v

v

v

1

a //a

h

a

2

b) Se traza, por el punto (Ι), la recta (a ) paralela a la recta (a), y se determina el punto (3) de corte entre las rectas 2 (a y b)\ fig.189a.

v

H h

a) Se realiza, solo hasta la determinación del punto (Ι), el procedimiento descrito anteriormente (ver fig.187b y fig.187c) para medir la distancia entre las rectas (a y b) que se cruzan.

b

v

α

3 1

a //a

α

b

h

∆Y

h

p

h

h

h

α

a

2

fig.189.\ Perpendicular común (c) a dos rectas (a y b) que se cruzan.

h

p

fig.188.\ Distancia (da-b) entre dos rectas (a y b) que se cruzan\ ejemplo.

Ejemplo: Definir la perpendicular común (c) a las rectas (a y b), del ejemplo mostrado en la fig.188a:

a) Se define el plano (α) que contiene a la recta (b) y es paralelo a la recta (a); para ello\ fig.188b:

Solución: a) Se realizan los pasos a y b, del mismo ejemplo (fig.188b y fig.188c) determinando igualmente las proyecciones del punto (Ι).

1) Por cualquier punto (1) de la recta (b) se traza una 1 1 recta (a ) paralela a la recta (a). Las rectas (a y b) definen al plano (α); pero este plano debe definirse por trazas (o rectas características), para poder posteriormente trazar la recta (p) perpendicular a el. Para definir entonces las trazas del plano (α): i)

2

b) Se traza, por el punto (Ι), la recta (a ) paralela a la recta (a), y se determina el punto (3) de corte entre las rectas 2 (a y b)\ fig.190a c) Se traza, por el punto (3), la recta (c) paralela a la recta (p); resultando esta recta (c) perpendicular a las rectas (a y b) simultáneamente\ fig.190b.

1

Por la traza vertical (V) de la recta (a ) se traza la recta horizontal (h) del plano (α) (se define v primero su proyección vertical (h ) y luego la h horizontal (h )).

55


PROBLEMAS MÉTRICOS


d2-I

v

v

a

v

b

p v

a //a

v

2v

2

v

a //a

v v

Ι h

h

b

Ι

h

3 h

a //a

h

α

a

p

h

2

h

a

v

Ι

h

3 2h

h

a //a

h

h

h

p

h

h

a

QUE

SE

b) Se mide, utilizando el procedimiento ya descrito en la o fig.191, el ángulo (α ) (mostrado en la fig.192b) que 1 forman las rectas (a y b ) que se cortan, el cual es igual al o ángulo (α ) de cruce entre las rectas (a y b).

h

α

b

RECTAS

a) Por cualquier punto (P) de la recta (a) se traza la recta 1 (b ) paralela a la recta (b)\ fig.192b.

h

c // p

h

b

h

DOS o

3 Ι

ENTRE

Para determinar el ángulo (α ) entre dos rectas (a y b) que se cruzan\ fig.192a:

v

3

2h

v

α

2

v

ÁNGULO CRUZAN.

v

p

v

α 2v

cv // pv

a

v

b

v

2

fig.190.\ Perpendicular común (c) a dos rectas (a y b) que se cruzan\ ejemplo.

v

b

v

1v

b =b

a

b v

P

ov

α

ÁNGULO CORTAN.

ENTRE

DOS

RECTAS

QUE

v

a

SE

v

a

h

a

Para medir el ángulo (αο) entre dos rectas (a y b) que se cortan en un punto (P)\ fig.191a: a

a

v

b

i-2

∆Y

1h

v

P

ov

α

v

c

d1-2

b

v

ÁNGULO ENTRE UNA RECTA Y UN PLANO.

v

a

P-1

1

c

h h

i-2

h

∆Y oh

α

h

2 h

P

P-2

∆Y

∆Y

dP-1

a b

1

oh

b α h

b) Se traza, por un punto cualquiera (X) de la recta (r), una recta (p) perpendicular al plano (α) y se determina la Intersección (J) entre la recta (p) y el plano (α). Los puntos (Ι y J) definen una recta (a).

v

v

v

a) Se determina la intersección (Ι) entre el plano (α) y la recta (r)\ fig.193b.

P

ov

a

Para medir el ángulo (αο) entre una recta (r) y un plano (α)\ fig.193a:

P-2 ∆Y

α

h

P

h

fig.192.\ Ángulo (α0) entre dos rectas (a y b) que se cruzan.

b

dP-2

oh

α b // b

b) Se dibuja, en un sitio aparte, el triángulo de vértices (P; 1 y 2) en su verdadero tamaño, y se mide el ángulo (αο), cuyo vértice es el punto (P)\ fig.191c.

v

b

h

b h

a) Se traza una recta (c) cualquiera que se corte con las rectas (a y b), y se determinan los puntos (1 y 2) de corte de la recta (c) con la rectas (a y b) respectivamente. Se determinan las longitudes reales (d1-2; dp-1; y dp-2) de los tres lados del triángulo cuyos vértices son los puntos (P; 1 y 2)\ fig.191b.

2

h

o

c) El ángulo (α ) que forman las rectas (r y a) es igual al ángulo que forma la recta (r) con el plano (α).

h

h

a

P-1

∆Y

r

h

r

α

P

Ι

c

r = dP-2

α

a

p⊥α

αο a

P

X

J

b

r = dP-1 b

2

fig.193.\ Ángulo (α0) entre una recta (r) y un plano (α).

o

α

c = d1-2

a 1

o

Ejemplo: Determinar el ángulo (α ) formado entre la recta (r) y el plano (α)\ fig.194a:

fig.191.\ Ángulo (α0) entre dos rectas (a y b) que se cortan.

Solución:

56


PROBLEMAS MÉTRICOS


a) Se define la intersección (Ι) entre el plano (α) y la recta (r). Y se traza por un punto (X) cualquiera de la recta (r) una recta (p) perpendicular al plano (α)\ fig.194b.

a

P

b a⊥α

b) Se determina la intersección (J) de la recta (p) con el plano (α), y se definen las proyecciones de la recta (a) que contiene a los puntos (Ι y J)\ fig.194c.

α

b⊥β

ο

β

β

α

c) Se mide, utilizando el procedimiento ya descrito en la fig.191, el ángulo (αο) (mostrado en la fig.194d) formado entre las rectas (r y a) que se cortan, el cual es igual al ángulo que forma la recta (r) con el plano (α).

α αο

αο o

fig.195.\ Ángulo (α ) entre dos planos (α y β). v

r

α

v

v

α

v

X

r

v

o

v

Ejemplo: Determinar el ángulo (α ) formado entre los planos (α y β)\ fig.196a:

t Ι

v

v

p

v

1

h

p r r

α v

α

t v

Ι

p

v

h

a

Ι

v

h

α

J

a

h

Ι

p =t h

X

r

h

h

α

h

p

h

v

a

r

β

v

v

v

α

β

v

v

J

a

h

v

ov

J

1h

b

α

X

p

h

h

h

v v

J

b) Se mide, utilizando el procedimiento ya descrito en la fig.191, el ángulo (αο) (mostrado en la fig.196c) que forman las rectas (a y b) que se cortan, el cual es igual al ángulo que forman los planos (α y β).

h

h

h

r =t

a) Se trazan, por un punto (P) cualquiera, las rectas (a y b) perpendiculares a los planos (α y β) respectivamente\ fig.196b.

v

v

1v

X

v

X

a

h

Ι

h

1

h

h

Solución:

v

h

v

α

v

P v

v

b

r Ι

h

b

h

h

a h

αο

h

α

h

a

β

h

v

a

a

h

α oh

v

αο

v

a

h

α

v

P

b

h

b

h

P

β

h

c

h

b h

P

h

c

X

d

o

fig.196.\ Ángulo (α ) entre dos planos (α y β)\ ejemplo.

o

fig.194.\ Ángulo (α ) entre una recta (r) y un plano (α)\ ejemplo.

ÁNGULO ENTRE DOS PLANOS. Para medir el ángulo (αο) entre dos planos (α y β) (fig.195a), se trazan, por un punto (P) cualquiera, las rectas (a y b) perpendiculares a los planos (α y β) respectivamente. El o ángulo (α ) que forman las rectas (a y b) es igual al ángulo que forman los planos (α y β)\ fig.195b.

57


capítulo 6

LUGARES GEOMÉTRICOS. Se denominan lugares geométricos, aquellos lugares del espacio que poseen alguna característica geométrica particular; por ejemplo, la esfera puede definirse como el lugar geométrico de todos los puntos que se encuentran a una determinada distancia de otro punto denominado centro de la esfera.

El estudio de los lugares geométricos es también de gran utilidad y nos permite al igual que el conocimiento de los problemas métricos, resolver problemas relacionados con la forma y dimensiones de los objetos que se estén proyectando.


LUGARES GEOMÉTRICOS


LUGARES GEOMÉTRICOS.

A

a

b

A

r P

PUNTO QUE EQUIDISTA DE DOS PUNTOS DADOS.

M

r

α B

Dados dos puntos (A y B) (fig.197a). Si por el punto medio (M) del segmento (A-B) que los une se traza un plano (α) perpendicular a dicho segmento (fig.197b), todos los puntos (1;2;3;4...) contenidos en el plano (α) equidistan de los puntos (A y B)\ fig.197c.

B

fig.199.\ Punto (P) que equidista de dos puntos (A y B) dados y se encuentra sobre una recta (r) dada.

El plano (α) es entonces el lugar geométrico de todos los puntos que equidistan de (A y B).

Ejemplo: Determinar las proyecciones del punto (P) que está contenido en la recta (r) y equidista de los puntos (A y B)\fig.200a: Solución:

a

A

dM-A=dM-B

b

d4-A=d4-B

c

A

2

1 M

b) Se define el punto (P) interceptando el plano (α) con la recta (r)\ fig.200c.

M 3

4 B

a) Se define por el punto medio (M) del segmento (A-B) el plano (α), perpendicular al segmento (A-B)\ fig.200b.

A

α

α

B

B r

fig.197.\ Punto que equidista de dos puntos (A y B) dados.

v

f

a

v v

f α h

A

r

v

Solución:

B

a) Se define, por el punto medio (M) del segmento (A-B) el plano (α) perpendicular a dicho segmento\ fig.198b.

r

h

B

h

B

h

A

r

h

h

A

h

v

A

v

h

h

t

h

B

h

f

c

v

Mv

v

h

h

M

h

v

r =t

v

r

h

f

v

P

h

M

B

v

b

v

A v

v

B

h

Ejemplo: Definir la proyección horizontal (P ) del punto (P) que equidista de los puntos (A y B)\ fig.198a.

v

h

P

Mh

h

f h

h

A

h

h

b) Se determina la proyección horizontal (P ) del punto (P) haciéndolo pertenecer al plano (α)\ fig.198c.

v

v

f

v

P

P

v

A

f

v

P

Si quiere definirse una recta (r) que se corte con dos rectas (a y b) dadas y pase por un punto (P) dado\ fig.201a:

v

h

Mv

v

B

RECTA QUE SE CORTA CON DOS RECTAS DADAS Y PASA POR UN PUNTO DADO.

c

v

A

v

h

Mv

v

B

v

b

v

A

fig.200.\ Punto (P) que equidista de dos puntos (A y B) dados y se encuentra sobre una recta (r) dada\ ejemplo.

v

B

a) Se determina la intersección (Ι), de la recta (a), con el plano (α) definido por la recta (b) y el punto (P)\ fig.201b.

h

B

h

B

α a

h

A

f h

h

Mh h

h

B

h

f h

A

h

P

Mh h

h

b) La recta (r), que se corta con las rectas (a y b), queda definida por los puntos (P e Ι)\ fig.201c.

h

f h

A

a

a

fig.198.\ Punto (P) que equidista de dos puntos (A y B) dados\ ejemplo.

P

PUNTO QUE EQUIDISTA DE DOS PUNTOS DADOS Y SE ENCUENTRA EN UNA RECTA DADA.

b

b

a Ι

b

P α

Si quiere ubicarse, sobre una recta (r) dada, un punto (P) que equidiste de otros dos puntos (A y B) dados (fig.199a): se define el lugar geométrico (plano (α)) de todos los puntos que equidistan de (A y B), y se intercepta este lugar geométrico con la recta (r), siendo esta intersección el punto (P) buscado\ fig.199b.

c

a Ι

P

b

r α

fig.201.\ Recta (r) que se corta con dos rectas (a y b) dadas y pasa por un punto (P) dado. Ejemplo: Definir las proyecciones de la recta (r) que se corta con las rectas (a y b) y contiene al punto (P)\ fig.202a. Solución:

59




a) Se define, por rectas características (f y h) el plano (α) que contiene a la recta (b) y al punto (P)\ fig.202b.

v

P

a

v

P

b

v

P

c

r

b) Se determina la intersección (Ι) entre el plano (α) y la recta (a), y se traza la recta (r) buscada uniendo los puntos (P e Ι)\ fig.202c.

v

ο

αο

α αο

r v

v

a

b

v

P

v

f h

α

v

v

a

b v

P

Ι

v

f

r

v

P

v

r

h

P h

a

h

b

h

P

h

P

h

h

h a

h

b

f

Ι

b

h

h

P

h

fig.204.\ Recta (r) que contiene a un punto (P) dado y forma o un ángulo (α ) dado con el plano horizontal de proyección\ ejemplo.

t

h

a

h

h

rh

RECTA QUE CONTIENE A UN PUNTO DADO Y FORMA UN ÁNGULO DADO CON EL PLANO VERTICAL DE PROYECCIÓN.

h

b

c

fig.202.\ Recta (r) que se corta con dos rectas (a y b) dadas y pasa por un punto (P) dado\ ejemplo.

El lugar geométrico de todas las rectas (g) que pasan por un punto (P) dado y forman un ángulo (βο) dado con el plano vertical de proyección (fig.205a) es un cono recto de revolución, con vértice en el punto (P), base en el plano vertical de proyección, y cuyas generatrices (g) forman con ese plano el ángulo (βο) deseado\ (fig.205b).

RECTA QUE CONTIENE A UN PUNTO DADO Y FORMA UN ÁNGULO DADO CON EL PLANO HORIZONTAL DE PROYECCIÓN. El lugar geométrico de todas las rectas (g) que pasan por un punto (P) dado y forman un ángulo (αο) dado con el plano horizontal de proyección (fig.203a) es un cono recto de revolución, con vértice en el punto (P) dado, base en el plano horizontal de proyección, y cuyas generatrices (g) forman con ese plano el ángulo (αο) deseado\ (fig.203b).

a

b

β ο. P

a

b

P

P

P g

g PV

αο PH

h

v

h

a

r

P

h

a =t

v

h

P

v

b

h

h

PV

fig.205.\ Recta (g) que contiene a un punto (P) dado y forma o un ángulo (β ) dado con el plano vertical de proyección. PH h

Ejemplo: Definir la proyección horizontal (r ) de la recta (r), que contiene al punto (P) y forma, con el plano vertical de proyección, o el ángulo (β )\ fig.206a.

fig.203.\ Recta (g) que contiene a un punto (P) dado y forma o un ángulo (α ) dado con el plano horizontal de proyección.

Solución: v

Ejemplo: Definir la proyección vertical (r ) de la recta (r), que contiene al punto (P), y forma con el plano horizontal de o proyección, el ángulo (α )\ fig.204a.

a) Se dibuja, con vértice en el punto (P), y base en el plano vertical de proyección, el cono recto de revolución cuyas generatrices formen con ese plano el ángulo (βο)\ fig.206b.

Solución:

h

a) Se dibuja, con vértice en el punto (P), y base en el plano horizontal de proyección el cono recto de revolución cuyas generatrices formen con ese plano el ángulo (αο)\ fig.204b.

b) Se define la proyección horizontal (r ) de la recta (r) considerando que es una generatriz del cono recién trazado\ fig.206c.

v

b) Se define la proyección vertical (r ) de la recta (r) considerando que es una generatriz del cono recién trazado\ fig.204c.

60




r

v

v

P

v

P

P

r

βο

v

r

βο

b

h

P

v

Si el punto de Intersección (Ι) entre la recta (r) y el plano horizontal de proyección es un punto de la circunferencia base del cono, entonces existe una solución única, y el plano (α) queda definido por su recta (P-Ι) de máxima pendiente (fig.207e). Esto sucede cuando el ángulo (αrο) es igual al ángulo (αο); (αrο = αο).

βο r

a

(α1) que también cumple las condiciones impuestas. Esto sucede cuando el ángulo (αrο) que forma la recta (r) dada con el plano horizontal de proyección es menor que el ángulo (αο) que debe formar el plano (α) con el plano horizontal de proyección (αrο < αο).

v

c

h

P

h

h

P

Si el punto de Intersección (Ι) entre la recta (r) y el plano horizontal de proyección se encuentra dentro de la circunferencia base del cono, entonces no existe solución (fig.207f). Esto sucede cuando el ángulo (αrο) es mayor que el ángulo (αο); (αrο > αο).

fig.206.\ Recta (r) que contiene a un punto (P) dado y forma o un ángulo (β ) dado con el plano vertical de proyección\ ejemplo.

PLANO QUE CONTIENE A UNA RECTA DADA Y FORMA UN ÁNGULO DADO CON EL PLANO HORIZONTAL DE PROYECCIÓN.

Ejemplo: Definir el plano (α) que contiene a la recta (r) y forma el o ángulo (α ) con el plano horizontal de proyección\ fig.208a.

Para definir un plano (α) que contenga a una recta (r) dada y forme un ángulo (αο) dado con el plano horizontal de proyección\ fig.207a:

Solución: a) Se define, con vértice en un punto (P) cualquiera de la recta (r), un cono recto de revolución, con base en el plano horizontal de proyección, cuyas generatrices formen con ese plano el ángulo (αο), y se determina la intersección (Ι) entre la recta (r) y el plano horizontal de proyección\ fig.208b.

a) Se traza, con vértice en un punto (P) cualquiera de la recta (r), y base en el plano horizontal de proyección, un cono recto de revolución, cuyas generatrices formen con ese plano el ángulo (αο), y se determina la intersección (Ι) entre la recta (r) y el plano horizontal de proyección\ fig.207b.

b) Se dibuja, por el punto (Ι), y tangente a la base del cono, la traza horizontal (h) del plano (α); de esta forma el plano (α) queda definido por las rectas (h y r)\ fig.208c.

b) Se dibuja, por el punto (Ι), y tangente a la base del cono (se genera el punto de tangencia (T)), la traza horizontal (h) del plano (α). El plano (α), queda entonces definido por las rectas (r y h). La recta (P-T) es una recta de máxima pendiente del plano (α)\ fig.207c.

En la fig.208d, se muestra una segunda solución al mismo problema. a

a

b

c

P

r

α

P

αο r

αrο <

b

v

P

v

r

ο

α

PH d

PH

P

α1

α

1

Ι ο

α

h

T

PH

h

Ι=T

αrο =

ο

α

e) Solución única

PH

r

r

h

v

h

P

P

c α

αrο Ι αrο >

Ι

h

Ι

αο

αrο

1

αrο

h

r

P r αο

αrο

αrο <

T PH

Ι

r αο

PH

αο

r

v

αο

r αο

αο

v

P

αο

r

r

h

v

d α

αο

Ι

Ι v

P

αο

r

r

h

α

Ι

r

h

h

r h

T P

Ι h

h

h h

P

fig.207.\ Plano (α) que contiene a una recta (r) dada y forma un ángulo (αο) dado con el plano horizontal de proyección.

T

h

v

v

h

f) No hay solución

v

αο

v

v

ο

h

h

h

Ι

h

h

h

fig.208.\ Plano (α) que contiene a una recta (r) dada y forma un ángulo (αο) dado con el plano horizontal de proyección\ ejemplo.

Puede observarse, en la fig.207d, que hay una segunda solución, debido a que por el punto (Ι) puede trazarse una 1 segunda recta (h ) tangente a la base del cono en el punto 1 (T ), la cual, junto con la recta (r) define un segundo plano

61




PLANO QUE CONTIENE A UNA RECTA DADA Y FORMA UN ÁNGULO DADO CON EL PLANO VERTICAL DE PROYECCIÓN.

Ejemplo: Definir el plano (α) que contiene a la recta (r) y forma el o ángulo (β ) con el plano vertical de proyección\ fig.210a.

Para definir un plano (α) que contenga a una recta (r) dada y forme un ángulo (βο) dado con el plano vertical de proyección\ fig.209a:

a) Se define, con vértice en un punto (P) cualquiera de la recta (r), y base en el plano vertical de proyección, un cono recto de revolución, cuyas generatrices formen el ángulo (βο) con ese plano; y se determina la intersección (Ι) entre la recta (r) y el plano vertical de proyección\ fig.210b.

Solución:

a) Se traza, con vértice en un punto (P) cualquiera de la recta (r), y base en el plano vertical de proyección, un cono recto de revolución, cuyas generatrices formen con ese plano el ángulo (βο), y se determina la intersección (Ι) entre la recta (r) y el plano vertical de proyección\ fig.209b.

b) Se dibuja, por el punto (Ι), y tangente a la base del cono, la traza vertical (f) del plano (α), de esta forma el plano (α) queda definido por las rectas (f y r)\ fig.210c. En la fig.210d, se muestra una segunda solución al mismo problema.

b) Se dibuja, por el punto (Ι), y tangente a la base del cono (se genera el punto de tangencia (T)), la traza vertical (f) del plano (α). El plano (α), queda entonces definido por las rectas (r y f). La recta (P-T) es una recta de máxima inclinación del plano (α)\ fig.209c.

a

b

Ι

v

r a

b Ι

r

r

P βο

PV

T

1

Ι

r βο

r

h

T

c

βο

r

α1 P

f PV

PV β rο < β ο

βο r

Ι=T

β rο

β

P α

e) Solución única

ο

Ι

v

P

β rο

r

βο

h

P

v

f

v v

P

r

h

d

v

f

P

v

r

Ι

v

T

h

T

βο

f) No hay solución

β

fig.209.\ Plano (α) que contiene a una recta (r) dada y forma un ángulo (βο) dado con el plano vertical de proyección.

f

h

h

h

P

f Ι

r

r

v

v

f

PV

h

ο

v

Ι β rο

r β

β rο > β ο

f

Ι

βο

α

v

v

P

β rο < β ο

β rο = β ο

1

Ι

β rο

T PV

d

r

c

f

PV

P

v

h

T

βο

h

β βο

f

h

Ι r

r h

P

h

h

βο

fig.210.\ Plano (α) que contiene a una recta (r) dada y forma un ángulo (βο) dado con el plano vertical de proyección\ ejemplo.

Puede observarse, en la fig.209d, que hay una segunda solución, debido a que por el punto (Ι) puede trazarse una 1 segunda recta (f ) tangente a la base del cono en el punto 1 (T ), la cual, junto con la recta (r) define un segundo plano (α1) que también cumple las condiciones impuestas. Esto sucede cuando el ángulo (βrο) que forma la recta (r) dada con el plano vertical de proyección es menor que el ángulo (βο) que debe formar el plano (α) con el plano vertical de proyección (βrο < βο).

RECTA CONTENIDA EN UN PLANO DADO Y QUE FORME UN ÁNGULO DADO CON EL PLANO HORIZONTAL DE PROYECCIÓN. Para definir una recta (r) que este contenida en un plano (α) dado y forme un ángulo (αrο) dado con el plano horizontal de proyección\ fig.211a:

Si el punto de Intersección (Ι) entre la recta (r) y el plano vertical de proyección es un punto de la circunferencia base del cono, entonces existe una solución única, y el plano (α) queda definido por su recta (P-Ι) de máxima inclinación (fig.209e). Esto sucede cuando el ángulo (βrο) es igual al ángulo (βο); (βrο = βο).

a) Se traza, con vértice en un punto (V) cualquiera del plano (α), y base en el plano horizontal de proyección, un cono recto de revolución, cuyas generatrices formen con ese plano el ángulo (αrο) deseado. Y se determinan las intersecciones (Ι y J) de la circunferencia base del cono con la traza horizontal (h) del plano (α)\ fig.211b.

Si el punto de Intersección (Ι) entre la recta (r) y el plano vertical de proyección se encuentra dentro de la circunferencia base del cono, entonces no existe solución (fig.209f). Esto sucede cuando el ángulo (βrο) es mayor que el ángulo (βο); (βrο > βο).

b) Las dos rectas (V-Ι) (fig.211c), y (V-J) (fig.211d), cumplen con las condiciones impuestas. Esto sucede cuando el

62



Ing. Alberto M. Pérez G. o

ángulo (αrο) que debe formar la recta (r) con el plano horizontal de proyección es menor que el ángulo (αο) que forma el plano (α) con el plano horizontal de proyección (αrο < αο).

cuyas generatrices formen con ese plano el ángulo (αr ); y se determinan los puntos (Ι y J) de corte entre la circunferencia base del cono y la traza horizontal (h) del plano (α). La recta (r) buscada es la recta (P-Ι) (fig.212b), ó la recta (P-J) (fig.212c).

Puede ser que la circunferencia base del cono sea tangente en un punto (T) a la traza horizontal (h) del plano (α); en este caso la recta (r) buscada queda definida por los puntos (P y T) y es una recta de máxima pendiente del plano (α) (fig.211e). Esto sucede cuando el ángulo (αrο) es igual al ángulo (αο); (αrο = αο).

RECTA CONTENIDA EN UN PLANO DADO Y QUE FORME UN ÁNGULO DADO CON EL PLANO VERTICAL DE PROYECCIÓN.

Si la circunferencia base del cono no se corta con la traza horizontal (h) del plano (α) entonces no hay solución fig.211f. Esto sucede cuando el ángulo (αrο) es mayor que el ángulo (αο); (αrο > αο).

α

α

α

V

Para definir una recta (r) que este contenida en un plano (α) dado y forme un ángulo (βrο) con el plano vertical de proyección\ fig.213a: a) Se traza, con vértice en un punto (V) cualquiera del plano (α), y base en el plano vertical de proyección, un cono recto de revolución, cuyas generatrices formen ese plano el ángulo (βrο) deseado; y se determinan las intersecciones (Ι y J) de la circunferencia base del cono con la traza vertical (f) del plano (α)\ fig.213b.

V r αο

h a

Ι PH

J

h

PH

α

α

J

d

V

αrο

αο

αο PH

PH αrο <

α

V r o α αrο

ο ο α r αr

h

αrο < αο

c

V

b) Las dos rectas (V-Ι) (fig.213c), y (V-J) (fig.213d), cumplen con las condiciones impuestas. Esto sucede cuando el ángulo (βrο) que debe formar la recta (r) con el plano vertical de proyección es menor que el ángulo (βο) que forma el plano (α) con el plano vertical de proyección (βrο < βο).

Ι PH

J

h

b

αrο

ο

α

T

h

αrο =

h

PH

ο

α

e) Solución única

PV αrο >

α

ο

α

f) No hay solución

f

J

βο r

f

v

v

α

α

v

v

h

o

α

h

α

r

o

αr

r

αr α

J

β rο < β ο

α

f

V

βο

f

α e) Solución única

βο

βο β rο

V

α f) No hay solución

J

h

Ι

h

v

fig.213.\ Recta (r) contenida en un plano (α) dado y que forma un ángulo (βrο) dado con el plano vertical de proyección.

o

αr

v

h

P b

d

v

h

V

r

c β rο >

ο

PV o βαrο

T

α

v

r Ι

a

v

P

v

h

β

V

ο

β rο < β ο

b

PV

PV

β

r

f

β rο =

Solución:

v

J

α

a

Ι β rο

J

β rο

P

PV

f

Ejemplo: Definir la recta (r) que pasa por el punto (P), está o contenida en el plano (α) y forma el ángulo (αr ) con el plano horizontal de proyección\ fig.212a.

v

Ι V

fig.211.\ Recta (r) contenida en un plano (α) dado y que forma un ángulo (αrο) dado con el plano horizontal de proyección.

P

PV

h

h

c

Puede ser que la circunferencia base del cono sea tangente en un punto (T) a la traza vertical (f) del plano (α); en este caso la recta (r) buscada queda definida por los puntos (P y T) y es una recta de máxima inclinación del plano (α) (fig.213e). Esto sucede cuando el ángulo (βrο) es igual al ángulo (βο); (αrο = αο).

h h

P

r

h h

h

α

h

fig.212.\ Recta (r) contenida en un plano (α) dado y que forma o un ángulo (αr ) dado con el plano horizontal de proyección\ ejemplo.

Si la circunferencia base del cono no se corta con la traza vertical (f) del plano (α) entonces no hay solución (fig.213f). Esto sucede cuando el ángulo (βrο) es mayor que el ángulo (βο); (βrο > βο).

Se define, con vértice en el punto (P), y base en el plano horizontal de proyección, un cono recto de revolución,

63




a

Ejemplo: Definir la recta (r) que pasa por el punto (P), está o contenida en el plano (α) y forma el ángulo (βr ) con el plano vertical de proyección\ fig.214a.

Ι

b

v

v

f

o

βr

v

α

r

v

Solución:

h

h

α

α

Ι

h

r

h

J

r

P

v

v

v

J

o

βr

h

r

o

h

βr

h

h

f

h

P

v

f v

v

P α

Se define, con vértice en el punto (P), y base en el plano vertical de proyección, un cono recto de revolución, cuyas generatrices formen con ese plano el ángulo (βrο); y se determinan los puntos (Ι y J) de corte entre la circunferencia v base del cono y la traza vertical (α ) del plano (α). La recta (r) buscada es la recta (P-Ι) (fig.214b), ó la recta (P-J) (fig.214c).

v

α

c

h

P

α

h

f h

P

fig.214.\ Recta (r) contenida en un plano (α) dado y que forma un ángulo (βrο) dado con el plano vertical de proyección\ ejemplo.

64


capitulo 7

METODOS PARA OBTENER PROYECCIONES EN VERDADERO TAMAÑO. El proceso de definir la Doble Proyección Ortogonal de figuras geométricas planas puede simplificarse si el plano que las contiene se coloca paralelo a uno de los planos principales de proyección. Esto se logra básicamente de dos maneras: a) Manteniendo fijos los planos principales de proyección y rotando el objeto; ó b) Manteniendo fijo el objeto y rotando los planos principales de proyección a su alrededor. Se analizan en este capítulo tres procedimientos muy utilizados para obtener proyecciones ortogonales de figuras planas en verdadero tamaño denominados:

a) Rebatimiento de planos. Consiste en rebatir (rotar) el plano que quiere observarse en verdadero tamaño, a través de una de sus rectas características, que se denominará eje de rebatimiento ó charnela, hasta colocarlo paralelo a uno de los planos principales de proyección. b) Rotación. También denominado Giro. Consiste en rotar el plano alrededor de un eje de punta ó de un eje vertical, hasta colocarlo paralelo a uno de los planos principales de proyección. En la mayoría de los casos es necesario realizarle a un plano cualquiera dos rotaciones sucesivas, una a través de un eje de punta y la otra a través de un eje vertical, para lograr colocarlo paralelo a uno de los planos principales de proyección. c) Cambio de planos principales de proyección. Consiste en mantener el plano en estudio fijo, y mover a su alrededor los planos principales de proyección hasta que uno de ellos sea paralelo al plano dado.


REBATIMIENTO DE PLANOS


REBATIMIENTO DE PLANOS.

GENERALIDADES PLANOS.

DEL

REBATIMIENTO

Rebatir un plano (α), consiste en girarlo a través de una de sus rectas características, la cual actúa como una “bisagra”, hasta hacerlo coincidir con uno de los planos principales de proyección (fig.215a y fig.215b), ó colocarlo paralelo a uno de ellos (fig.215c y fig.215d), La recta alrededor de la que se hace girar el plano se denomina eje de rebatimiento ó simplemente eje.

a) Todos los puntos del plano (α) giran igual ángulo (αο) al ser rebatidos\ fig.216a.

Independientemente de que el eje de rebatimiento sea una traza ó una recta característica de un plano (α), se cumplen las siguientes propiedades:

b) Los puntos contenidos en el eje no cambian de posición al rebatir el plano (α), ejemplos: punto (A) (fig.216c); y punto (Ι) (fig.216d). c) Las rectas paralelas se mantienen paralelas al ser rebatidas. fig.216b).

Puede observarse en la fig.215, que si el eje de rebatimiento es:

d) Las rectas paralelas al eje se mantienen paralelas a él al ser rebatidas (fig.216c).

a) La traza horizontal (h), ó vertical (f), del plano (α). Se puede rebatir el plano (α) hasta colocarlo sobre el plano horizontal, ó vertical de proyección, (fig.215a y fig.215b) respectivamente. 1

e) Las rectas perpendiculares al eje se mantienen perpendiculares a él al ser rebatidas (fig.216d).

1

b) Una recta característica horizontal (h ), ó frontal (f ), del plano (α). Se puede rebatir el plano (α) hasta colocarlo paralelo al plano horizontal, ó vertical de proyección (fig.215c y fig.215d) respectivamente.

αο

h=EJE

Las posiciones que adquieren los puntos y rectas de un plano al ser rebatidos se denominan proyecciones rebatidas y se identifican con el superíndice “r”.

αο

a

A B α ο

α

h=EJE C

ar

A

α

Br PH

b//a r

b //a

PH c

α

h=EJE

r

α

h

r

A =A

ar//h

PV

A

f=EJE

h=EJE

ar⊥h PH

A

r

α

PH

d f

Ar

α

α

REBATIMIENTO

α

ο

α

A

αο

PH r

α

r

α

h PV

Y

α h=EJE

Ar r

DIRECTO

El rebatimiento de un plano (α) puede hacerse en dos direcciones opuestas, recorriendo el plano (α) un mayor o menor ángulo (αο) en cada una de ellas, en base a esto el rebatimiento se clasifica en:

r

c A

REBATIMIENTO INVERSO.

α

PH

α

fig.216.\ Generalidades del rebatimiento. A α

Ar

r

h1=EJE

r

b

α

α

d a⊥h Ι=Ι

r

α

PH

r

r

Cr

α a//h

h=EJE

b

α

a

r

r

Toda figura geométrica contenida en un plano (α), se observará en verdadero tamaño cuando este sea rebatido; debido a que será paralela a uno de los planos principales de proyección, o estará contenida en uno de ellos. Es por lo tanto el objetivo principal del rebatimiento de planos, facilitar el dibujo de figuras geométricas contenidas en ellos.

a

DE

h=EJE PH

f1=EJE

a) Rebatimiento inverso

fig.215.\ Rebatimiento de un plano (α).

b) Rebatimiento directo

fig.217.\ Rebatimiento inverso y rebatimiento directo. a) Rebatimiento Inverso. Si el ángulo de giro (αο) es el mayor\ fig.217a.

66




b) Rebatimiento Directo. Si el ángulo de giro (αο) es el menor\ fig.217b.

c) Se definen las proyecciones: vertical (Ι ); horizontal y h r rebatida (Ι =Ι ) del punto de corte (Ι) entre la recta (p) y la traza horizontal del plano (α). d) Se determina la longitud (dA-Ι) del segmento (A-Ι).

REBATIMIENTO A TRAVÉS HORIZONTAL DE UN PLANO.

DE

LA

TRAZA

r

e) Se define la proyección rebatida (A ) del punto (A); midiendo la longitud (dA-Ι) sobre la proyección rebatida r h r (p ) de la recta (p) a partir del punto (Ι =Ι ), (puede h r trasladarse con el compás centrado en (Ι =Ι )).

Para rebatir cualquier punto (A) contenido en un plano (α), a través de la traza horizontal (h) del plano (α)\ fig.218a:

Si el rebatimiento es inverso (fig.219b), las proyecciones h r horizontal (A ) y rebatida (A ) del punto (A) se ubican en lados opuestos del eje de rebatimiento; mientras que si es directo (fig.219c), ambas proyecciones se ubican en el mismo lado del eje de rebatimiento.

a) Se traza, por él punto (A) una recta (p) de máxima pendiente del plano (α); y se determinan: el punto (Ι) de corte entre la recta (p) y la traza horizontal (h) del plano (α); y la longitud (dA-Ι); del segmento (A-Ι)\ fig.218b. r

b) Se define la proyección rebatida (p ) de la recta (p); r sabiendo que: contiene al punto (Ι=Ι ); está contenida en el plano horizontal de proyección; y es perpendicular a la traza horizontal (h) del plano (α)\fig.218c.

Simplificación: Ya comprendidos los principios teóricos del rebatimiento de planos a través de su traza horizontal. Este proceso puede simplificarse, como lo muestra la fig.219d, de acuerdo a los siguientes aspectos:

r

c) Se determina la proyección rebatida (A ) del punto (A); midiendo la longitud (dA-Ι) del segmento (A-Ι) sobre la r proyección rebatida (p ) de la recta (p), a partir del r punto (Ι=Ι ) \fig.218d.

A-

a) La diferencia de cota (∆Z Ι) entre los puntos (A e Ι) es siempre la cota (ZA) de del punto (A). b) No es necesario señalar la ubicación del punto (Ι). v

a

A

p α

h

Ι

PH

c) No es necesario definir la proyección vertical (p ) de la recta (p).

b

A

d) Se puede omitir procedimiento.

dA−Ι

a) Definir la proyección r rebatida (A ) del punto (A).

v

c

p d A−Ι

h=EJE

Ι=Ι r

p

r

α

α

d

A

p d A−Ι

h=EJE

r

pr

α

Ar

Ι=Ι dΑ−Ι

PH

la

nomenclatura

del

α

h

PH A

toda

r

α

b) Rebatimiento Inverso. v

α

ph= pr

r

∆Z

α Ah

PH

∆Z

A-I

Av Ι Ah

A-I

dA-I

h =EJE

α c) Rebatimiento directo.

r

Ejemplo: Determinar la proyección rebatida (A ) del punto (A), contenido en el plano (α)\ fig.219a.

αv

Solución:

∆Z

∆Z

A-I

A-I

Ar

d) Simplificación.

h =EJE

α

Av

Av Ι Ah

dA-I

r

b) Se define la proyección rebatida (p ) de la recta (p). Las r h proyecciones rebatida (p ) y horizontal (p ) de la recta (p) h r coinciden (p =p ); ya que ambas son perpendiculares a h la proyección horizontal (α ) de la traza horizontal del plano (α).

Ar

αv

ph= pr

a) Se definen las proyecciones de la recta (p) de máxima pendiente del plano (α), que pasa por el punto (A) h (primero la horizontal (p ), perpendicular a la proyección h horizontal (α ) de la traza horizontal del plano (α); y luego v la vertical (p ))\ fig.219b.

pv h r Ι =Ι

dA-I

fig.218.\ Rebatimiento de un plano (α) a través de su traza horizontal (h).

v

v

pv

Ah

h r Ι =Ι

h =EJE

α

Ar

fig.219.\ Rebatimiento a través de la traza horizontal.

67




vertical, y rebatida de este punto coincidirán en una sola v h r (1 =1 =1 )\ fig.221.

REBATIMIENTO DE VARIOS PUNTOS. En la fig.220a, se muestra un punto (A) el cual ha sido rebatido y un segundo punto (B) el cual se quiere rebatir, ambos contenidos en el plano (α). Aunque puede rebatirse el punto (B), siguiendo el método utilizado en el rebatimiento del punto (A), es a veces mas conveniente rebatirlo aplicando una de las propiedades del rebatimiento siguientes:

En la fig.221a se rebate el punto (2) por el método descrito en la fig.219. En la fig.221b se simplifica el procedimiento, tomando en cuenta que: a) El segmento (1-2) está contenido en el plano vertical de proyección; por lo tanto su longitud real (d1-2) puede medirse en la proyección vertical del mismo.

a) Los triángulos de rebatimiento dibujados para rebatir todos los puntos de un mismo plano son semejantes. Por lo tanto la hipotenusa del triángulo de rebatimiento que se dibuje para el punto (B) es paralela a la que se obtuvo en el punto (A)\ fig.220b.

b) El segmento (1-2), después de rebatido, también se observa en verdadero tamaño. r

Entonces, puede obtenerse la proyección rebatida (2 ) del punto (2) trasladando con el compás, centrado en el punto v h r (1 =1 =1 ) la longitud (d1-2) del segmento (1-2).

b) El paralelismo entre rectas se conserva en el rebatimiento. Por lo tanto se traza una recta (a) cualquiera por el punto (A), y luego otra recta (b) paralela a ella por el punto (B); se rebaten ambas rectas y se ubica la r proyección rebatida (B ) del punto (B) sobre la r proyección rebatida (b ) de la recta (b)\ fig.220c.

a)

v

α

2v

1v=1h=1r

v

α

b

v

2 1v=1h=1r

2h

2h

d1-2

r

α

h =EJE

α

r

α

h α =EJE

2r

b)

v

α

α

d1-2

c) Se traza la recta (a) que contiene a los puntos (A y B); y r se define su proyección rebatida (a ); luego se ubica la r proyección rebatida (B ) del punto (B) sobre la r proyección rebatida (a ) de la recta (a)\ fig.220d.

v

v

a

2r

v

A

A

fig.221.\ Rebatimiento de la traza vertical de un plano. PARALELAS

Ah

Bh

Ah

Bh Ar

h =EJE

α

v

α bh//ah

ah

Ya definida la proyección rebatida (α ) de la traza vertical de un plano (α), si quiere rebatirse cualquier punto (A) de este plano\ fig.222:

v

α

c

a) Se traza, por el punto (A), una recta (r) cualquiera del plano (α)\ fig.222a.

d

A

Av Ah

B

h

a

r

b) Se define la proyección rebatida (r ) de esta recta (r). r

c) Se ubica la proyección rebatida (A ) del punto (A) sobre r la proyección rebatida (r ) de la recta (r).

Ah

Bh

Ar h =EJE

Br

v

h

α

REBATIMIENTO DE UN PUNTO DE UN PLANO, POR MEDIO DEL REBATIMIENTO PREVIO DE LA TRAZA VERTICAL DEL PLANO. r

h =EJE

α

Ar

r

ar

r

b //a

Br

Es a veces mas conveniente trazar, en vez de una recta (r) cualquiera, una recta horizontal (h) (fig.222b), o una recta frontal (f) (fig.222c) del plano (α).

Ar ar h α =EJE

v

α

Br

r

fig.220.\ Rebatimiento de varios puntos.

v

α

a

h

Ah

REBATIMIENTO DE LA TRAZA VERTICAL DE UN PLANO.

hh r

α

r

c Ah fh

Ah

rr

Se puede definir la proyección rebatida (α ) de la traza vertical de un plano (α), por medio del rebatimiento de dos puntos (1 y 2) contenidos en la misma (se simplifica el método si uno de ellos (1) es la intersección del plano (α) con la línea de tierra; ya que las proyecciones horizontal,

v

α

b

Ar

h α =EJE

r

r

α

A

hr

Ar h α =EJE

r

α

h =EJE

α fr//αr

fig.222.\ Rebatimiento de un punto (A), por medio del rebatimiento previo de la traza vertical del plano.

68




REBATIMIENTO A TRAVÉS VERTICAL DE UN PLANO.

DE

LA

r

e) Se define la proyección rebatida (A ) del punto (A); midiendo la longitud (dA-Ι) sobre la proyección rebatida r v r (i ) de la recta (i) a partir del punto (Ι =Ι ), (puede v r trasladarse con el compás centrado en (Ι =Ι )).

TRAZA

Para rebatir cualquier punto (A) contenido en un plano (α), a través de la traza vertical (f) del plano (α)\ fig.223a:

Si el rebatimiento es inverso (fig.224b), las proyecciones v r vertical (A ) y rebatida (A ) del punto (A) se ubican en lados opuestos del eje de rebatimiento; mientras que si es directo (fig.224c), ambas proyecciones se ubican en el mismo lado del eje de rebatimiento.

a) Se traza, por él punto (A) una recta (i) de máxima inclinación del plano (α); y se determinan: el punto (Ι) de corte entre la recta (i) y la traza vertical (f) del plano (α); y la longitud (dA-Ι); del segmento (A-Ι)\ fig.223b. r

b) Se define la proyección rebatida (i ) de la recta (i); r sabiendo que: contiene al punto (Ι=Ι ); está contenida en el plano vertical de proyección; y es perpendicular a la traza vertical (f) del plano (α)\ fig.223c.

b) Rebatimiento Inverso

a) Definir la proyección r rebatida (A ) del punto (A)

v

α

v

α

Ar =EJE

dA-I

r

c) Se determina la proyección rebatida (A ) del punto (A); midiendo la longitud (dA-Ι) del segmento (A-Ι) sobre la r proyección rebatida (i ) de la recta (i), a partir del punto r (Ι=Ι ) \ fig.223d. a α

dA-I A-I

∆Y

Av

b

h

v

α

PV

c

v

α

r

α

A d r A−Ι

r

α

i

dΑ−Ι

ir

Ar

Ι=Ι

r

i =i

i

ir

∆Y

Av

ih Ι

A-I

v

h

Ah

Ah

h

f=EJE

h

α

f=EJE

Ar

=EJE

v r Ι =Ι

Av

Ar

α

A d r A−Ι

Ι=Ι

A ∆Y -I

d PV

α

A

d) Simplificación

=EJE

dA-I

PV

h

h

α

c) Rebatimiento directo

f PV

Ι

∆Y

h

α

i

Ι

ih

A

dA−Ι

f

Av A-I

iv = ir

α

A

v r Ι =Ι

α

fig.224.\ Rebatimiento a través de la traza vertical. fig.223.\ Rebatimiento de un plano (α) a través de su traza vertical (f).

Simplificación: Ya comprendidos los principios teóricos del rebatimiento de planos a través de su traza vertical. Este proceso puede simplificarse, como lo muestra la fig.224d, de acuerdo a los siguientes aspectos:

r

Ejemplo: Determinar la proyección rebatida (A ) del punto (A), contenido en el plano (α)\ fig.224a. Solución:

A-

a) La diferencia de vuelo (∆y Ι) entre los puntos (A e Ι) es siempre el vuelo (YA) de del punto (A).

a) Se definen las proyecciones de la recta (i) de máxima inclinación del plano (α), que pasa por el punto (A) v (primero la vertical (i ), perpendicular a la proyección v vertical (α ) de la traza vertical del plano (α); y luego la h horizontal (i ))\ fig.224b.

b) No es necesario señalar la ubicación del punto (Ι). h

c) No es necesario determinar la proyección horizontal (i ) de la recta (i).

r

b) Se define la proyección rebatida (i ) de la recta (i). Las r v proyecciones rebatida (i ) y vertical (i ) de la recta (i) r v coinciden (i =i ); ya que ambas son perpendiculares a la v proyección vertical (α ) traza vertical del plano (α).

d) Se puede omitir procedimiento.

toda

la

nomenclatura

del

REBATIMIENTO DE VARIOS PUNTOS.

h

c) Se definen las proyecciones: horizontal (Ι ); vertical y v r rebatida (Ι =Ι ) del punto de corte (Ι) entre la recta (i) y la traza vertical del plano (α).

En la fig.225a, se muestra un punto (A) el cual ha sido rebatido y un segundo punto (B) el cual se quiere rebatir, ambos contenidos en el plano (α). Aunque puede rebatirse el punto (B), siguiendo el método utilizado en el rebatimiento

d) Se determina la longitud (dA-Ι) del segmento (A-Ι).

69




del punto (A), es a veces mas conveniente rebatirlo aplicando una de las propiedades del rebatimiento siguientes:

En la fig.226a se rebate el punto (2) por el método descrito en la fig.224. En la fig.226b se simplifica el procedimiento, tomando en cuenta que:

a) Los triángulos de rebatimiento dibujados para rebatir todos los puntos de un mismo plano son semejantes. Por lo tanto la hipotenusa del triángulo de rebatimiento que se dibuje para el punto (B) es paralela a la que se obtuvo en punto (A)\ fig.225b.

a) El segmento (1-2) está contenido en el plano horizontal de proyección; por lo tanto su longitud real (d1-2) puede medirse en la proyección horizontal del mismo. b) El segmento (1-2), después de rebatido, también se observa en verdadero tamaño.

b) El paralelismo entre rectas se conserva en el rebatimiento. Por lo tanto se traza una recta (a) cualquiera por el punto (A), y luego otra recta (b) paralela a ella por el punto (B); se definen las proyecciones rebatidas de r ambas rectas; y se ubica la proyección rebatida (B ) del r punto (B) sobre la proyección rebatida (b ) de la recta (b)\ fig.225c.

r

Entonces, puede obtenerse la proyección rebatida (2 ) del punto (2) trasladando con el compás, centrado en el punto v h r (1 =1 =1 ) la longitud (d1-2) del segmento (1-2).

c) Se traza la recta (a) que contiene a los puntos (A y B); y r se define su proyección rebatida (a ); luego se ubica la r proyección rebatida (B ) del punto (B) sobre la r proyección rebatida (a ) de la recta (a)\ fig.225d.

2r

v

α

2r

=EJE

v

α

r

=EJE

α

r

α

d1-2 2v

v

h

r

1 =1 =1 v

α

v

α

=EJE

2v

d1-2

Ar Bv

2h

v

α

REBATIMIENTO DE UN PUNTO DE UN PLANO, POR MEDIO DEL REBATIMIENTO PREVIO DE LA TRAZA HORIZONTAL DEL PLANO.

Ah

br//ar

a)

v

α

h

r

Bv

Ah α

r

b) Se define la proyección rebatida (r ) de esta recta (r).

av

Av av

a) Se traza, por el punto (A), una recta (r) cualquiera del plano (α)\ fig.227a.

ar Ar

Ar

bv//av

r

Ya definida la proyección rebatida (α ) de la traza horizontal de un plano (α), si quiere rebatirse cualquier punto (A) de este plano\ fig.227:

Br

=EJE

ar

Bv

b)

h

α

Br

=EJE

c) Se ubica la proyección rebatida (A ) del punto (A) sobre r la proyección rebatida (r )de la recta (r).

Av

Es a veces mas conveniente trazar, en vez de una recta (r) cualquiera, una recta horizontal (h) (fig.227b), o una recta frontal (f) (fig.227c) del plano (α).

Ah c

h

α

Av

Ah h

2h

b

h

α

fig.226.\ Rebatimiento de la traza horizontal de un plano.

PARALELAS

α

r

1 =1 =1

B =EJE

Ar

Av

h

r

a

Bv

v

h

α

d


r

α

REBATIMIENTO DE LA TRAZA HORIZONTAL DE UN PLANO.

rr

v

α

Ar

r

=EJE

α

Ar

hr//αr v α =EJE

A

r

fr

Ar

h =EJE

α

fv

Av hv

v

Se puede definir la proyección rebatida (α ) de la traza horizontal de un plano (α), por medio del rebatimiento de dos puntos (1 y 2) contenidos en la misma (se simplifica el método si uno de ellos (1) es la intersección del plano (α) con la línea de tierra; ya que las proyecciones horizontal, vertical, y rebatida de este punto coincidirán en una sola v h r (1 =1 =1 )\ fig.226.

r

α

Av

rv h

α

a

h

α

b

h

α

fig.227.\ Rebatimiento de un punto (A) por medio del rebatimiento previo de la traza horizontal del plano.

70

c




REBATIMIENTO A TRAVÉS DE UNA RECTA CARACTERÍSTICA HORIZONTAL DE UN PLANO.

g) Simplificación. Este proceso puede simplificarse de acuerdo con los siguientes aspectos\ fig.229d:

Para rebatir cualquier punto (A) contenido en un plano (α) a 1 través de una recta horizontal (h ) del plano:

h) La diferencia de cota entre los puntos (A e Ι), es siempre la diferencia de cota entre el punto (A) y la recta horizontal (h).

a) Se traza por el punto (A) una recta (p) de máxima pendiente del plano (α); y se determinan: el punto de 1 corte (Ι) entre la recta (p) y la recta horizontal (h ); y la longitud (dA-Ι) del segmento (A-Ι)\ fig.228a.

i)

No es necesario señalar la ubicación del punto (Ι).

j)

Se puede omitir toda la nomenclatura intermedia.

r

b) Se determina la proyección rebatida (p ) de la recta (p); r sabiendo que contiene al punto (Ι=Ι ), y es: paralela al plano horizontal de proyección; y perpendicular a la 1 recta horizontal (h )\ fig.228b.

fv

a

c) Se obtiene la proyección rebatida (A ) del punto (A) midiendo la longitud (dA-Ι) del segmento (A-Ι) sobre la r proyección rebatida (p ) de la recta (p), a partir del r punto (Ι=Ι ).

v

p Ι

a

h

h

α

p r

A PH

h

Ι=Ι

r

dΑ−Ι r α

Ah

∆Z

A-Ι

Ah h r Ι =Ι

dA-Ι hh=EJE

r

α

fv

c

v

h

Av A-Ι ∆Z

fh ∆Z

A-Ι

Ι

v

v

h

fh

Ar

h

Ah

A dA-Ι

h r Ι =Ι

hh=EJE

Solución:

d

pv

r

Ejemplo. Definir la proyección rebatida (A ) del punto (A), contenido en el plano (α), definido por sus rectas características frontal (f) y horizontal (h)\ fig.229a:

fv

Ar

Av

ph= pr

fig.228.\ Rebatimiento a través de una recta característica 1 horizontal (h ) del plano (α).

hh=EJE

Ar

fig.229.\ Rebatimiento alrededor de una recta característica horizontal (h) de un plano (α)\ ejemplo.

a) Se definen las proyecciones de la recta de máxima pendiente (p) del plano (α) que pasa por el punto (A) h (primero la horizontal (p ), perpendicular a la proyección h horizontal (h ) de la recta característica horizontal (h) del v plano (α), y luego la vertical (p )\ fig.229b.


b) Se rebate la recta de máxima pendiente (p) (sus r h proyecciones rebatida (p ) y horizontal (p ) coinciden h r (p =p ).

En la fig.230a se muestra un punto (A) el cual ha sido rebatido y un segundo punto (B) el cual se quiere rebatir, ambos contenidos en el plano (α). Aunque puede rebatirse el punto (B), siguiendo el método utilizado en el rebatimiento del punto (A), es también posible rebatirlo aplicando las propiedades del rebatimiento ya expuestas en la fig.225:

c) Se determinan las proyecciones del punto de corte (Ι) entre las rectas (p y h). d) Se determina la longitud (dA-Ι) del segmento (A-Ι).

a) Por triángulos de rebatimiento semejantes\ fig.230b.

r

e) Se define la proyección rebatida (A ) del punto (A), midiendo la longitud (dA-Ι) sobre la proyección rebatida r (p ) de la recta (p) a partir del punto (Ι), (puede h r trasladarse con el compás centrado en (Ι =Ι )). f)

v

pv

dA-Ι

h

PH

Ι

fh

p d A−Ι

dA−Ι

A-Ι

ph= pr

b

A

h1=EJE

∆Z

v

fh

A

b Av

r

h1=EJE

fv

b) Por rectas paralelas\ fig.230c. c) Por medio de la recta (A-B)\ fig.230d.

Si el rebatimiento es inverso, las proyecciones horizontal h r (A ) y rebatida (A ) del punto (A) se ubican en lados opuestos del eje de rebatimiento (fig.229b); mientras que si el es directo, ambas proyecciones se ubican en el mismo lado del eje de rebatimiento\ fig.229c.

71




fv

fv

a Av

v

h

Si previamente se rebate una recta frontal (f) de un plano (α), puede luego rebatirse cualquier punto (A) del plano por medio del siguiente procedimiento:

Av

v

h

fh

observa en verdadero tamaño en las proyecciones vertical v r (f ) y rebatida (f ).

b

a) Se traza por el punto (A) una recta cualquiera (r) del 1 plano (α) (fig.232a); esta recta puede ser horizontal (h ) 1 (fig.232b), ó frontal (f ) (fig.232c).

fh Ah

Bh

Ah

Bh

1

Ar

Ar

r

c) Se ubica la proyección rebatida (A ) del punto (A) sobre 1 1 la proyección rebatida de la recta (r; h ; ó f ).

PARALELAS

hh=EJE

hh=EJE

fv

Br

fv

a

v

Av

hv f

fv

c

d Av

hv

h

f

PARALELAS

f rr

h

hh=EJE

Br

a

fv

2v

r=dA-B

1-2

∆z

h1r

hh=EJE

f

Ar

hh=EJE

r

∆z

r

c) Se obtiene la proyección rebatida (A ) del punto (A) midiendo la longitud (dA-Ι) del segmento (A-Ι) sobre la r proyección rebatida (i ) de la recta (i), a partir del punto r (Ι=Ι ).

b

fv

a

b

hv fr

1h=1r r=dA-B

2r

A

b) Se determina la proyección rebatida (i ) de la recta (i); r sabiendo que contiene al punto (Ι=Ι ), y es: paralela al plano vertical de proyección; y perpendicular a la recta 1 frontal (f )\ fig.233b.

α

ph=pr fh 1-2

2v

1v

hv

hh=EJE

f1r r

a) Se traza por el punto (A) una recta (i) de máxima inclinación del plano (α); y se determinan: el punto de 1 corte (Ι) entre la recta (i) y la recta frontal (f ); y la longitud (dA-Ι) del segmento (A-Ι)\ fig.233a.

Siendo el eje de rebatimiento la recta horizontal (h) del plano (α), en la fig.231a se muestra como obtener la r proyección rebatida (f ) de la recta frontal (f) del plano (α), rebatiendo para ello dos de sus puntos (1 y 2).

1h=1r

fr

hh=EJE

f1h

Para rebatir cualquier punto (A) contenido en un plano (α) a 1 través de una recta frontal (f ) del plano:

REBATIMIENTO DE UNA RECTA CARACTERÍSTICA FRONTAL DE UN PLANO.

2

Ah

REBATIMIENTO A TRAVÉS DE UNA RECTA CARACTERÍSTICA FRONTAL DE UN PLANO.


h

Ah

Ar

Br

hh=EJE

fr

Ah

fig.232.\ Rebatimiento de un punto (A) de un plano (α) por medio del rebatimiento previo de una recta frontal (f).

PARALELAS

1

fh

fh

h1h

Ah

Ar

v

h

fh

r

c

v

h

r

Ar Bh

Ah

Bh

rh

fv

b

v

h fv

1

b) Se rebate esa recta (r; h ; ó f ).

h

2

ph=pr fh

dA−Ι f

Ι

r

α

i

PV

fig.231.\ Rebatimiento de una frontal de un plano (α).

Ι=Ι

A

r

i

dΑ−Ι r i Ar

hh=EJE 2r

α

f A

f1=EJE

PV

f1=EJE

fig.233.\ Rebatimiento a través de una recta característica 1 frontal (f ) de un plano (α).

En la fig.231b se muestra una simplificación del método basada en que la longitud (d1-2) del segmento (1-2), se

72



Ing. Alberto M. Pérez G. r

Ejemplo. Definir la proyección rebatida (A ) del punto (A), contenido en el plano (α), definido por sus rectas características frontal (f) y horizontal (h)\ fig.234a:

a) La diferencia de vuelo entre los puntos (A e Ι), es siempre la diferencia de vuelo entre el punto (A) y la recta frontal (f).

Solución:

b) No es necesario señalar la ubicación del punto (Ι).

a) Se definen las proyecciones de la recta de máxima inclinación (i) del plano (α) que pasa por el punto (A) v (primero la vertical (i ), perpendicular a la proyección v vertical (f ) de la recta característica frontal (f) del plano h (α), y luego la horizontal (i )\ fig.234b.

c) Se puede omitir toda la nomenclatura intermedia.


c) Se determinan las proyecciones del punto de corte (Ι) entre las rectas (i y f).

En la fig.235a se muestra un punto (A) el cual ha sido rebatido y un segundo punto (B) el cual se quiere rebatir, ambos contenidos en el plano (α). Aunque puede rebatirse el punto (B), siguiendo el método utilizado en el rebatimiento del punto (A), es también posible rebatirlo aplicando las propiedades del rebatimiento ya expuestas en la fig.225:

d) Se determina la longitud (dA-Ι) del segmento (A-Ι).

a) Por triángulos de rebatimiento semejantes\ fig.235b.

b) Se rebate la recta de máxima inclinación (i) (sus r v v r proyecciones rebatida (i ) y vertical (i ) coinciden (i =i ).

r

e) Se define la proyección rebatida (A ) del punto (A), midiendo la longitud (dA-Ι) sobre la proyección rebatida r (i ) de la recta (i) a partir del punto (Ι), (puede trasladarse v r con el compás centrado en (Ι =Ι )). f)

b) Por rectas paralelas\ fig.235c. c) Por medio de la recta (A-B)\ fig.235d.

v

Si el rebatimiento es inverso, las proyecciones vertical (A ) r y rebatida (A ) del punto (A) se ubican en lados opuestos del eje de rebatimiento (fig.234b); mientras que si el es directo, ambas proyecciones se ubican en el mismo lado del eje de rebatimiento\ fig.234c.

fv=EJE

Br

fv=EJE

PARALELAS

r

Ar

A fv=EJE dA-Ι

fv

dA-Ι

v

A

A-Ι ∆Y

hv

Av

f

a

h

h

fv=EJE

h

dA-Ι

v

Ι =Ι

A-Ι

i Ι

A-Ι

∆Y Ah

hh

h

fv=EJE

h

f

A-Ι ∆Y h

Bv

Ι

hh

fh Ah c

hh

A

Av hv

h

fh

Ah

h

A

Bv

v

PARALELAS v

Av

hv

f

Br

Ar

Ar

r

h

fv=EJE

Br

Ar

ih h

b

PARALELAS

fh=EJE

Av

Ah

hh

a

b

∆Y

Ar

fh

Ah

h

h

iv = ir

v Bv A

hv

fh

fh

h

hv

Av hv

v r Ι =Ι

iv= ir f

Bv

Ar

hh

c

Ah hh

d

d


fig.234.\ Rebatimiento alrededor de una recta característica frontal (f) de un plano (α)\ ejemplo.

REBATIMIENTO DE UNA RECTA CARACTERÍSTICA HORIZONTAL DE UN PLANO. Siendo el eje de rebatimiento la recta frontal (f) del plano (α), en la fig.236a se muestra como obtener la proyección

Simplificación. Este proceso puede simplificarse de acuerdo con los siguientes aspectos\ fig.234d:

73




rebatida (h ) de la recta horizontal (h) del plano (α), rebatiendo para ello dos de sus puntos (1 y 2).

de la proyección rebatida. A continuación se define este proceso:

En la fig.236b se muestra una simplificación del método basada en que la longitud (d1-2) del segmento (1-2), se observa en verdadero tamaño en las proyecciones h r horizontal (h ) y rebatida (h ).

a) Se definen las trazas del plano (α) que contiene a la recta (r) y al punto (C); para ello se define previamente el plano (α) por rectas paralelas, trazando por (C) una 1 recta (r ) paralela a la recta (r)\ fig.238b.

2r

b) Se rebaten: la traza vertical del plano (α), las rectas 1 paralelas (r) y (r ), y el vértice (C); tomando como eje de rebatimiento la traza horizontal del plano (α).

2r fv=EJE

r

1-2

∆Y

1v=1r v

2

r

h

v

r

i =i

h

∆Y

d) Se definen las proyecciones horizontal y vertical del cuadrado a partir de la proyección rebatida\ fig.238d.

a

r=d1-2

hh

2h

2h

b

hh

1v

r //r

v

rv C

Cv

Si previamente se rebate una recta horizontal (h) de un plano (α), puede luego rebatirse cualquier punto (A) del plano por medio del siguiente procedimiento:

b

v

α

rv

fig.236.\ Rebatimiento de una horizontal (h) de un plano (α).

Ch

rh

rh

C

v

h =EJE

α

h 1r

a) Se traza por el punto (A) una recta cualquiera (r) del 1 plano (α) (fig.237a); esta recta puede ser frontal (f ) 1 (fig.237b), ú horizontal (h ) (fig.237c). 1

r

fh

1h

1-2

a

hv

iv=ir

r

fh

1h

2v

1v=1r

hv

r

c) Se dibuja, en proyección rebatida, el cuadrado (A -B -C r r r r r D ) con vértice en (C ) y lado (A -B ) sobre la recta (r )\ fig.238c.

fv=EJE

r=d1-2

1h

r //r

C

h

r //r

r

r

r

α

rr

1

b) Se rebate esa recta (r; f ; ó h ). r

c

v

c) Se ubica la proyección rebatida (A ) del punto (A) sobre 1 1 la proyección rebatida de la recta (r; f ; ó h ).

α

1v

r //r

α

v

A

rv v

D

B

hr

fv=EJE

Ar

rr

hr

Ar

f1r

fv=EJE f1v

Av hv

rv f hh

Av

hr

Ar

f a

hh

h1v

r

Av

h

hv

h

f b

C

rv

h =EJE

α

Ah

h1r

hv

h

C

fv=EJE

v

hh

C 1h

h

r //r

h

h

h

r

B

c

C

r

rr Ar

1r

D

r

r //r

d

v

v

r

1v

r //r

v

v

v h =EJE

α Dh

C

h

B

1h

r //r

r

α

rh

h

r

Cr

1r

D

rr

B

r //r

r

r

r

r

α

A

fig.238.\ Construcción de un cuadrado por rebatimiento previo de la traza vertical.

fig.237.\ Rebatimiento de un punto (A) de un plano (α) por medio del rebatimiento previo de una recta horizontal (h).

Ejercicio 02. Definir las proyecciones de un triángulo equilátero de vértices (A, B, y C), contenido en el plano (α) definido por los vértices (A, y B) y el punto (X)\ fig.239a.

Ejercicio 01. Definir las proyecciones del cuadrado de vértices (A, B, C, y D), dado su vértice (C) y sabiendo que el lado (A-B), esta contenido en la recta (r); estando (A) mas alto que (B)\ fig.238a.

Solución: los puntos (A, B, y X) definen el plano (α), que contiene al triángulo equilátero pedido; si se rebate este plano, se puede dibujar el triángulo equilátero en verdadero tamaño (rebatido) y luego obtener sus proyecciones horizontal y vertical a partir de la proyección rebatida. A continuación se define este proceso:

Solución: La recta (r) y el punto (C) definen un plano (α) que contiene al cuadrado pedido. Si se rebate este plano, se puede dibujar el cuadrado en verdadero tamaño (rebatido) y luego obtener sus proyecciones horizontal y vertical a partir

74




c) Se definen las proyecciones horizontal y vertical del cuadrado a partir de la proyección rebatida\ fig.240d.

a) Se definen las trazas del plano (α) que contiene a la recta (r) y al punto (X) y se rebate el lado (A-B) del triángulo equilátero; tomando como eje de rebatimiento la traza vertical del plano (α)\ fig.239b. r

r

b) Se dibuja, con lado (A -B ), la proyección rebatida r r r (A ;B ;C ) del triángulo equilátero (A;B;C)\ fig.239c.

a

b

rv

rv

Se definen las proyecciones horizontal y vertical del triángulo a partir de la proyección rebatida\ fig.239d.

C

hv

Cv

v

fv r

A

hh=EJE

rh

Br r

α

v

v

α

B

Av

Xv

Bv

=EJE

rh

fh

Ch

h

C =C fr

Av

Xv

r

rr Bh

h

X

X

Ah

a

h

α

b

Ar Br

Bh

h

r

Ah

Dv

hv

Cv

hv

d

Br

d

Bv

rv

Ar

c

Av

c

C

rv

fv

v

fv

r

α

Bv Cr

Bv

C

v

f Ch=Cr

Bh

h

α

A

fr

h

Dr

Dh

hh=EJE fh

Ch=Cr

Bh

Dr

Bh rr

h

rh Ah

Av

Ch

Xh

hh=EJE

rh fr

Cr

Av

Xv

α

h

α

h

A

Br

Ar

rr

Br

Ar

fig.240.\ Construcción de un cuadrado por rebatimiento previo de una recta frontal.

fig.239.\ Construcción de un triángulo equilátero, por rebatimiento previo de la traza horizontal.

Ejercicio 03. Definir las proyecciones del cuadrado de vértices (A, B, C, y D), dado su vértice (C) y sabiendo que el lado (A-B), esta contenido en la recta (r), estando (A) por encima de (B)\ fig.240a.

Ejercicio 04. Definir las proyecciones de un cuadrado de vértices (A, B, C, y D), contenido en el plano (α) definido por el vértice (A) y la recta (r), sabiendo que la diagonal (A-C) es perpendicular a la recta (r), la cual contiene al vértice (C). (B) está por debajo de (A)\ fig.241a.

Solución:

Solución

La recta (r) y el punto (C) definen un plano (α) que contiene al cuadrado pedido, si se rebate este plano, se puede dibujar el cuadrado en verdadero tamaño (rebatido) y luego obtener sus proyecciones horizontal y vertical a partir de la proyección rebatida. A continuación se define este proceso:

El punto (A) y la recta (r) definen un plano (α) que contiene al cuadrado pedido. Si se rebate este plano, se puede dibujar el cuadrado en verdadero tamaño (rebatido) y luego obtener sus proyecciones horizontal y vertical a partir de la proyección rebatida. A continuación se define este proceso:

a) Se definen las rectas características frontal (f) y horizontal (h) del plano (α) que pasan por el punto (C); y se rebaten: la frontal (f); la recta (r); y el punto (C), tomando como eje de rebatimiento la horizontal (h)\ fig.240b.

a) Se definen las rectas características frontal (f) y horizontal (h) del plano (α) que pasan por el punto (A); y se rebaten: la horizontal (h); la recta (r) y el punto (A); tomando como eje de rebatimiento la frontal (f)\ fig.241b

b) Se dibuja, en la proyección rebatida, un cuadrado con r r r r vértice en (C ) y lado (A -B ) sobre la recta (r )\ fig.240c.

b) Se dibuja la proyección rebatida del cuadrado pedido\ fig.241c

75




c) Se definen las proyecciones vertical y horizontal del cuadrado (A; B; C; D) a partir de la proyección rebatida\ fig.241d

fv=EJE

rr hr

rv

rv Av

Av=Ar

Ah

rh

hv

fh

Ah

a

r hh

b fv=EJE

rr

hr

rr

hr

Cr Br

Br Dr

v

h

c

hv

B h

r

d

r

v

h

fh

Ah

rh hh

Cv

v

D A

Cr

Dr

Av=Ar

fh

h

fv=EJE

Dv

rv Av=Ar

h

Ch Bh

hh

fig.241.\ Construcción de un cuadrado por rebatimiento previo de una recta horizontal.

76


ROTACIÓN


ROTACIÓN. Av

El método de Rotación, también denominado Giro, consiste en girar el objeto en estudio (punto, recta, plano, etc) un determinado ángulo (αο) alrededor de un eje de rotación, el cual es una recta vertical (v), ó de punta (p).

Ah

Puede observarse, en la fig.242a, que cuando los puntos rotan a través de un eje vertical (v) recorren arcos de circunferencia paralelos al plano horizontal de proyección, mientras que si la rotación se produce a través de un eje de punta (p) (fig.242b), los arcos de circunferencia recorridos son paralelos al plano vertical de proyección.

vv

PV

A1v

v

α

o

A1h

PH

h

A

b

v

A

αo PV pv

αo p Ah

A1

h

A1

p

Ah

h

pv rh=r1h h

p

ROTACIÓN DE VARIOS PUNTOS. Al haberse girado un primer punto (A), alrededor de un eje de punta (p), un determinado ángulo (αο). Cualquier otro punto (B), debe girarse: alrededor del mismo eje (p), en el mismo sentido, e igual ángulo (αο)\ fig.244a.

α

o

A1v

El ángulo de giro (αο) puede ser medido con el transportador de ángulos, como se hizo en la fig.244a; pero es mas práctico transportarlo con el compás, sobre una misma circunferencia (la que contiene al punto (A)), por medio del radio (r)\ fig.244b.

v

ph

A1 A1

o

α

r1 v

A1h

αo

pv

p h

A1v

rh

Ah

a) Alrededor de un eje vertical (v)

A

rv

fig.243.\ Rotación alrededor de un eje de punta. vh

Av

d

v

pv

αo

vh

Ah

Av

c r

ph

vv

A1

A

Ah

Av

A1v

Av

b

pv

En la fig.242a, se representa la rotación de un punto (A), hasta la posición (A1), alrededor de un eje vertical (v), y en la fig.242b, alrededor de un eje de punta (p).

Av

Av

a

PH h

Ah

A1h

b) Alrededor de un eje de punta (p).

B1v

a

fig.242.\ Rotación de un punto (A) hasta la posición (A1).

B1v

b r

Av

ROTACIÓN DE UN PUNTO ALREDEDOR DE UN EJE DE PUNTA.

α

A1v

Conocidas las proyecciones de un punto (A), fig.243a, para efectuar su rotación a través de un eje de punta (p):

p

a) Se dibujan las proyecciones del eje de punta (p) que servirá de eje de rotación\ fig.243b.

Ah

Bv A1v

v

A1h

ph

r

Bv

αo

o

Av

B1h

Bh

A1h

α

o

pv Ah

ph

B1h

Bh

fig.244.\ Rotación simultánea de varios puntos.

b) Se definen las proyecciones de la recta (r), que pasa por el punto (A) y es perpendicular al eje de rotación (p)\ fig.243c.

ROTACIÓN DE UNA RECTA.

c) Se representa la rotación, alrededor del eje (p), de la recta (r), hasta la posición (r1), y por consiguiente del punto (A) contenido en ella hasta la posición (A1), girando un ángulo de rotación (αο)\ fig.243d.

Si quiere rotarse una recta (a) (fig.245a), se rotan dos puntos (1 y 2) de ella hasta las posiciones (11 y 21), las cuales definirán la posición girada (a1) de la recta (a)\ fig.245b.

77


ROTACIÓN


a

av

v

a

a1v

21v

b 1v

a

r 2v

Ι i

p 1

α1

αο

i1

α

p

h

ah

11h ph

α

α1

PH

α1

f1

v

α

α

i

h

v

f

ο

h

v

ah

PV αο

α

αo

v

b

v

α

f

r 11

PV

h

α

p

PH

2h

21h

fig.247.\ Rotación de rectas frontal (f) y de máxima inclinación (i) a posiciones vertical (f 1) y horizontal (i1), respectivamente.

a1h

fig.245.\ Rotación de una recta. Ejemplo: Si quiere rotarse el plano (α) mostrado en la fig.248a, a una posición (α1) vertical: a) Por un punto (Ι) cualquiera del plano (α) se traza el eje de rotación (p), y una recta de máxima inclinación (i) del plano (α). Y se determina la intersección (X) de la recta (i) con el plano vertical de proyección\ fig.248b.

ROTACIÓN DE UN PLANO A UNA POSICIÓN VERTICAL. Para rotar un plano (α), a una posición vertical (α1)\ fig.246a:

b) Se gira la recta (i) hasta colocarla en la posición v horizontal (i1). Y se define la proyección vertical (α1 ) de la traza vertical del plano (α) en su posición vertical (α1); dado que pasa por la posición girada (X1) del punto (X) y es perpendicular a la línea de tierra\ fig.248c.

a) Por cualquier punto (Ι) del plano (α), se traza una frontal (f) del mismo y un eje de punta (p) alrededor del cual se hará girar\ fig.246b. b) Se gira la frontal (f) un ángulo (αο) hasta colocarla en posición vertical (f1)\ fig.246c.

a

b

PV

PV

v

α

v

α

f Ι

α

α α

p

PH PV

d

f1⊥ PH

ο

αο v

α

Ι

f

α

α

PH

α1

f1

α1

Xv

a

v v

α

b v

v

α

α

iv

v v Ι =p

f

αο

h

p

PH

PV

α α

Para mayor comprensión, debe recordarse que en posición vertical (α1), el plano (α) se proyecta h horizontalmente sobre una recta (α1 ), de la cual ya se h conoce un punto (Ι1 ) y se sabe además que se corta en v la línea de tierra con (α1 ).

h

α

h

c

h

c) Se define la proyección horizontal (α1 ) de la traza horizontal del plano (α), en su posición vertical (α1); dado v que se corta en la línea de tierra con (α1 ), y pasa por la h proyección horizontal (Ι ) del punto (Ι), debido a que este punto no cambia de posición al girar el plano (α) h v h v (Ι =Ι1 ; Ι =Ι1 ), por estar contenido en el eje de rotación (p)\ fig.248d.

h

α1

h

p

α

Ι

h

α

PH

h h

α ph

fig.246.\ Rotación de un plano (α) a una posición vertical (α1). c

Xv α1v

El plano (α) se encuentra en posición vertical (α1), después de girar el ángulo (αο), debido a que en esta nueva posición todas sus frontales son rectas verticales\ fig.246d.

iv v

v

Ι =p

Las rectas frontales (f) de un plano (α) son perpendiculares a las rectas de máxima inclinación (i) del mismo (fig.247a). Por lo tanto también puede definirse el ángulo (αο) de giro necesario para colocar un plano (α) en posición vertical (α1), rotando una recta de máxima inclinación (i) del plano (α) hasta una posición horizontal (i1); ya en esta posición las frontales (f), se encontrarán en posición (f1) vertical\ fig.247b.

Ι

v

i1v

α

iv v

v

Ι =p

X1v

h

h h Ι =Ι1

h

α ph

d

Xv α1v

α1

v

i1v

α X1v

h

α

h

ph

fig.248.\ Rotación de un plano a una posición vertical\ ejemplo.

78


ROTACIÓN


v

α

v

α

a

Xv

iv v

Xv

α1

v

v

Ι =p

v

Ι =p

v

b a

i1v

ph

h

α

A1

h

B

B

v

c

α1

α α1

v

v

B1

v

C1v h

A

Ch

v

C1h

C

B1h A1h

h

A

h

v

C1v C1h h

Ch

v

B1h A1h

v

h

B

B

h

h

α

α

α1

PV

α

ROTACIÓN DE UN PLANO CUALQUIERA A UNA POSICIÓN FRONTAL.

PH

Cualquier plano (α), en posición arbitraria, puede ser colocado en posición frontal por medio de dos rotaciones sucesivas, realizadas en el siguiente orden:

fig.250.\ Rotación de un plano (α) en posición vertical a una posición (α1) frontal.

a) Se gira el plano (α), alrededor de un eje de punta (p), hasta una posición vertical (α1)\ fig.252a.

Ejemplo: Definir las proyecciones del triángulo equilátero (A;B;C) contenido en un plano vertical (α), conocido su lado (A-B) y dado que el vértice (C) esta por debajo de (B)\ fig.251a:

b) Se gira el plano (α), alrededor de un eje vertical (v), desde la posición vertical (α1) hasta una posición frontal (α2)\ fig.252b.

Solución: h

A1

B h

PH PH

B1

v

v

α =v

v

A

fig.251.\ Rotación de un plano vertical a una posición frontal. PV

PV

d

v

c

α

v

h

h

α

v

A1

B

Al encontrarse el plano (α) en posición frontal (α1), su proyección vertical se encuentra en verdadero tamaño.

α1

v

h

v

α =v

v

A

B1

v

A

h

A

Para rotar un plano (α) que se encuentre en posición vertical hasta una posición frontal (α1), debe hacerse girar el plano (α) a través de un eje vertical (v)\ fig.250a. El eje de rotación (v), puede también estar contenido en el plano (α)\ fig.250b, o ser la traza vertical del plano (α)\ fig.250c, en este caso se coloca el plano (α) sobre el plano vertical de proyección.

v

v

h

h

h

ROTACIÓN DE UN PLANO EN POSICIÓN VERTICAL HASTA UNA POSICIÓN FRONTAL.

b

A1

B1

h

h

v

v

B

α

fig.249.\ Eje de rotación en el plano horizontal de proyección .

a

v

α =v

v

A

v

v

B

h h Ι =Ι1

Ιh

b

v

A

X1v

i1h=α1h ph

h

d) Se define la proyección vertical (C ) del vértice (C), y por v v v consiguiente la proyección vertical (A ; B ; C ) del triángulo (A; B; C)\ fig.251d.

iv

v

h

consiguiente la proyección horizontal (A ; B ; C ) del triángulo (A; B; C)\ fig.251c.

Si el eje de rotación (p) se elige contenido en el plano horizontal de proyección (fig.249a), se simplifica la rotación de un plano (α) a una posición (α1) vertical\ fig.249b.

h

a) La proyección horizontal (A -B ) del lado (A-B) define la h proyección horizontal (α ) de la traza horizontal del plano (α) que contiene al triángulo (A;B;C); y la proyección v vertical (α ) de la traza vertical del plano (α) es h perpendicular a la línea de tierra y se corta con (α ) en la línea de tierra, por lo tanto se definen ambas trazas\ fig.251b.

a

α1

α1

α

b) Se elige como eje vertical (v) de rotación a la traza vertical del plano (α) y se rota, a través de él, el lado (AB) hasta colocarlo sobre el plano vertical de proyección (A1-B1).

b

PV

v

v PV

α1

α

c) Se dibuja, en verdadero tamaño, el triángulo (A; B; C) en v v v su proyección vertical girada (A1 ; B1 ; C1 ), y se define la h proyección horizontal (C ) del vértice (C), y por

h

p

PH

v

α2

v

α h

α1

α1

α1

h

α2

h

PH

fig.252.\ Rotación de un plano a una posición frontal.

79


ROTACIÓN


EJEMPLO. Definir las proyecciones de un cuadrado de vértices (A, B, C, D), contenido en el plano (α) , sabiendo que el vértice (C) se encuentra a la derecha de (B)\ fig.253a.

Av

Definir las a) proyecciones de un cuadrado (A;B;C;D), contenido en el plano (α) . (C) a la derecha de (B).

v

α

Bv

Solución: a) Se define el eje de rotación (p) y se rota, a su alrededor, el plano (α) hasta la posición vertical (α1)\ fig.253b. b) Se rota el lado (A-B) a la posición (A1-B1). Para ello\ fig.253c: h

h

1) Se trasladan las proyecciones horizontales (A -B ), en h forma paralela a la línea de tierra, a la posición (A1 h h B1 ), sobre (α1 ). v

Ah

Av

v

2) Se rotan las proyecciones verticales (A -B ), con v v v centro en (p ) a la posición (A1 -B1 ). v

v

h

v

α

pv

i1h

α1

ph

e) Se rota el cuadrado (A2-B2-C2-D2)a la posición (A1-B1-C1D1)\ fig.253f:

h

Ah

h

α

Bh

Se rota el cuadrado (A1-B1-C1-D1) a su posición original (AB-C-D), obteniendo así sus proyecciones horizontal y vertical. Para ello\ fig.253g:

A1v

h 1

A

α1

B1v

Bv

v

v

α

1v

2) Se determinan las proyecciones verticales (f y f ) de 1 las rectas frontales (f y f ).

pv

v

3) Se trazan, con centro en (p ), las proyecciones verticales de los arcos de giro de los puntos (C y D), v los cuales generan las proyecciones verticales (C y v D ) de los puntos (C y D) al cortarse con las v 1v 1 proyecciones verticales (f y f ) de las frontales (f y f ). Definiendo así la proyección vertical del cuadrado. h

c)

v

y D ) las 1) Se trazan, por las proyecciones (C h 1h proyecciones horizontales (f y f ) de las rectas 1 frontales (f y f ), que pasan por los puntos (C y D) respectivamente. v

b)

v

iv

d) Se construye, en verdadero tamaño, el cuadrado v v pedido con lado en (A2 -B2 )\ fig.253e.

h 1

α1

Bv

v

c) Eligiendo la recta (α1 ) como eje vertical de giro (α1 =v ), se rota el lado (A-B) desde la posición (A1-B1) hasta colocarlo sobre el plano vertical de proyección (A2-B2)\ fig.253d:

f)

α

Bh

α1

h

ph

h

h

A

A1h B1h

Bh

h

α

4) Se definen las proyecciones horizontales (C y D ) de los vértices (C y D). Definiendo así la proyección horizontal del cuadrado.

A1v

A2v

Av

v

α1 =v

ROTACIÓN DE UN PLANO A UNA POSICIÓN DE PUNTA.

B1

Bv

Para rotar un plano (α), a una posición de punta (α1)\ fig.254a: a) Por cualquier punto (Ι) del plano (α), se traza una horizontal (h) del mismo y un eje de vertical (v) alrededor del cual se hará girar\ fig.254b.

B2v

v

α vh α1 ph

Ah

d)

v

pv

b) Se gira la horizontal (h) un ángulo (αο) hasta colocarla en posición de punta (h1)\ fig.254c.

v

B1

A1h

h A2h B2

h

h

α

h

h

B

El plano (α) se encuentra en posición de punta (α1), después de girar el ángulo (αο), debido a que en esta nueva posición todas sus horizontales son rectas de punta\ fig.254d.

fig.253.\ Rotación de un plano a una posición frontal\ ejemplo.

80


ROTACIÓN


A1v

A2v

e

a

b v

v

A

D2 B1v

v

v

B2

v

pv

A1

B1

h

c α

A2v v v α1 =v D2

D1 v

v

pv

D2h

C2

vh α1

h

h

A1

h

h

C1

a

h A2h B2

α

A1v D

A2v D1

B1v C

Bv

v

α1 =v D2 v

v

C1 v

fv

B2v

vh α1

h

p

Dh

D1h

Ch

C1h

A1h B1

v

C2 v

D2h

C2

α

h

h

α

v

Ι α

αο

h1

v

v

α

h

PV

p1

α1

αο

h

α

α1

PV

h

α1

h

α

PH

Ejemplo: Si quiere rotarse el plano (α) mostrado en la fig.256a, a una posición (α1) de punta:

h A2h B2

a) Por un punto (Ι) cualquiera del plano (α) se traza el eje de rotación (v), y una recta de máxima pendiente (p) del plano (α); y se determina la intersección (X) de la recta (p) con el plano horizontal de proyección\ fig.256b.

h

α

f1h f

h

fig.255.\ Rotación de rectas horizontal (h) y de máxima pendiente (p) a posiciones de punta (h1) y frontal (p1), respectivamente.

g

v

v

pv

B

v

α

h p

h

v

h

α1

PH

f1v

h

α1

b

Ι

h

Bh

Ah

h1

PH

v

α

B1h

Av

αο

PV

fig.254.\ Rotación de un plano a posición de punta.

D1 h

ph A

C2 v

α

v

α

Ι h

αο

h

v

PH

B2v

v

α

α1

PV α

f

B1v C1 v

v

α

h

α v

v

d

Ι

αο h1

B

PH

v

h

Bh

v

α PH

h

Av

PV

h

α

h A2h B2

h

h

A1

Ι

α

v

α

h

C2 v

vh α1

v

PV

α

α

Ah

v

v v α1 =v

B

ph

α

h

b) Se gira la recta (p) hasta colocarla en la posición frontal h (p1). Y se define la proyección horizontal (α1 ) de la traza horizontal del plano (α) en su posición horizontal (α1); dado que pasa por la posición girada (X1) del punto (X) y es perpendicular a la línea de tierra\ fig.256c.

h

fig.253.\ ... continuación.

v

c) Se define la proyección vertical (α1 ) de la traza vertical del plano (α) en su posición de punta (α1); dado que se h corta en la línea de tierra con (α1 ), y pasa por la v proyección vertical (Ι ) del punto (Ι), debido a que este v v punto no cambia de posición al girar el plano (α) (Ι =Ι1 ; h h Ι =Ι1 ), por estar contenido en el eje de rotación (v)\ fig.256d.

Las rectas horizontales (h) de un plano (α) son perpendiculares a las rectas de máxima pendiente (p) del mismo (fig.255a). Por lo tanto también puede definirse el ángulo (αο) de giro necesario para colocar un plano (α) en posición de punta (α1), rotando una recta de máxima pendiente (p) del plano (α) hasta una posición frontal (p1); ya en esta posición las horizontales (h) del plano (α), se encontrarán en posición de punta (h1)\ fig.255b.

Para mayor comprensión, debe recordarse que en posición de punta (α1), el plano (α) se proyecta verticalmente sobre una recta, de la cual ya se conoce v un punto (Ι1 ) y se sabe además que se corta en la línea h de tierra con (α1 ).

81


ROTACIÓN


Si el eje de rotación (v) se elige contenido en el plano vertical de proyección (fig.257a), se simplifica la rotación de un plano (α) a una posición (α1) de punta\ fig.257b.

v

v

a

v

α

a

p

α

h

α X

vv

c v

α

v

p1h

X1h

ph Xh α1

α1

vv

v

v

α

p1h

v v Ι =p

h

v

X1h

ph

h

Xh α1

v

h

α

b) Se elige como eje de punta (p) de rotación a la traza horizontal del plano (α); y se rota, a través de él, el lado (A-B) hasta colocarlo sobre el plano horizontal de proyección (A1-B1).

h

v v Ι =Ι1

a v

α

h h Ι =v

b

h

d) Se define la proyección horizontal (C ) del vértice (C), y h h h por consiguiente la proyección horizontal (A ; B ; C ) del triángulo (A; B; C)\ fig.259d.

α α1

v

p1h

h h Ι =v h

c) Se dibuja, en verdadero tamaño, el triángulo (A; B; C) en h h h su proyección horizontal girada (A1 ; B1 ; C1 ), y se define v la proyección vertical (C ) del vértice (C), y por v v v consiguiente la proyección vertical (A ; B ; C ) del triángulo (A; B; C)\ fig.259c.

v

vv

X1h

a

h

p

p

b

v

B

v

B

v

Xh

h

α

v

a) La proyección vertical (A -B ) del lado (A-B) define la v proyección vertical (α ) de la traza vertical del plano (α) que contiene al triángulo (A;B;C); y la proyección h horizontal (α ) de la traza horizontal del plano (α) es v perpendicular a la línea de tierra, y se corta con (α ) en la línea de tierra, por lo tanto se definen ambas trazas\ fig.259b.

d

v v Ι =Ι1

α

Solución:

fig.256.\ Rotación de un plano a una posición de punta\ ejemplo.

h

α

p

Ejemplo: Definir las proyecciones del triángulo equilátero (A;B;C) contenido en un plano de punta (α), conocido su lado (A-B) y dado que el vértice (C) está por detrás de (B)\ fig.259a:

h

α

α1

PH

fig.258.\ Rotación de un plano (α) en posición de punta a una posición (α1) horizontal.

ph

h

vv

PV

α

α1

PH α

p

α

α

Ι

α

PV

b

v

h h Ι =v

h h Ι =v

c PV

v

Ι

Ι

b

α1

Xh

A

α1

v

α

v

v

A

h

p

v

A1

fig.257.\ Eje de rotación en el plano vertical de proyección.

h

B

B1

h

A

ROTACIÓN DE UN PLANO EN POSICIÓN DE PUNTA HASTA UNA POSICIÓN HORIZONTAL.

h

A

c

v

α

h

h

α =p

A1

d

v

v

v

B v

A

Cv

p

C1v

Cv

v

A

A1v v

v

A1v

p

C1v

B1v

C1h

C

h

h

B1v

C1h

h

B

B B1 h

A

h

h

α =p

A1

h

h

B1 h

A

h

h

α =p

A1

h

fig.259.\ Rotación de un plano de punta a una posición horizontal.

82

h

h

α

B

Al encontrase el plano (α) en posición horizontal (α1), su proyección horizontal se encuentra en verdadero tamaño.

α1 v B1

h

B

Para rotar un plano (α) que se encuentre en posición de punta hasta una posición horizontal (α1), debe hacerse girar el plano (α) a través de un eje de punta (p)\ fig.258a. El eje de rotación (p), puede también estar contenido en el plano (α)\ fig.258b, o ser la traza horizontal del plano (α)\ fig.258c, en este caso se coloca el plano (α) sobre el plano horizontal de proyección.

v

h


ROTACIÓN


ROTACIÓN DE UN PLANO A UNA POSICIÓN HORIZONTAL.

Bv

Definir las a) proyecciones de un cuadrado (A;B;C;D), contenido en el plano (α). (C) a la derecha de (B)

v

α

v

A

Cualquier plano (α), en posición arbitraria, puede ser colocado en posición horizontal por medio de dos rotaciones sucesivas, realizadas en el siguiente orden: a) Se gira el plano (α), alrededor de un eje de vertical (v), hasta una posición de punta (α1)\ fig.260a. b) Se gira el plano (α), alrededor de un eje de punta (p), desde la posición de punta (α1) hasta una posición horizontal (α2)\ fig.260b. v

a

α1

b

v

v

α α

α1

PV

αα11

v

α2

h

A

b

Bv

v

v

α

Av

vv α1

α2

h

α1

h

α

h

PV

α1

α

Bh

α

p

α1

v

h

PH

PH

p1h

vh ph

fig.260.\ Rotación de un plano a una posición horizontal.

h

B

Bv

Solución: a) Se define el eje de rotación (v) y se rota, a su alrededor, el plano (α) hasta la posición de punta (α1)\ fig.261b.

v

α1

v

h

α

Bh B1h

h

Ah

h

α1

h

A1h d

Bv

d) Se construye, en verdadero tamaño, el cuadrado h h pedido con lado en (A2 -B2 )\ fig.261e.

B1

Av

v

v

e) Se rota el cuadrado (A2-B2-C2-D2) a la posición (A1-B1-C1D1)\ fig.261f:

v v

α

A1v α1

Se rota el cuadrado (A1-B1-C1-D1) a su posición original (AB-C-D), obteniendo así sus proyecciones vertical y horizontal. Para ello\ fig.261g:

v

pv

vh

A2v B2v h

α

h

B

v

1) Se trazan, por las proyecciones (C1 y D1 ), las v 1v proyecciones verticales (h y h ) de las rectas 1 horizontales (h y h ), que pasan por los puntos (C y D) respectivamente. h

v

vh

c) Eligiendo la recta (α1 ) como eje de punta de rotación h h (α1 =p ); se gira el lado (A-B) desde la posición (A1-B1) hasta colocarlo sobre el plano horizontal de proyección en la posición (A2-B2)\ fig.261d:

v

v

α

v

2) Se rotan las proyecciones horizontales (A -B ), con h h h centro en (v ) a la posición (A1 -B1 ).

f)

c

A1v

Av

1) Se trasladan las proyecciones verticales (A -B ), en v forma paralela a la línea de tierra, a la posición (A1 v v B1 ), sobre (α1 ). h

h

B1v

b) Se rota el lado (A-B) a la posición (A1-B1). Para ello\ fig.261c: v

α1

h

α

Ah

EJEMPLO. Definir las proyecciones de un cuadrado de vértices (A, B, C, D), contenido en el plano (α) , sabiendo que el vértice (C) se encuentra a la derecha de (B)\ fig.261a.

B1h A

A1h

1h

2) Se determinan las proyecciones horizontales (h y h ) 1 de las rectas horizontales (h y h ).

B2h

h h α1 =p

h

A2h

fig.261.\ Rotación de un plano a una posición horizontal\ ejemplo.

83


ROTACIÓN


3) Se trazan, con centro en (V ), las proyecciones horizontales de los arcos de giro de los puntos (C y D), h los cuales generan las proyecciones horizontales (C y h D ) de los puntos (C y D) al cortarse con las h 1h proyecciones horizontales (h y h ) de las horizontales 1 (h y h ). Definiendo así la proyección horizontal del cuadrado. v

e

Bv B1v

Av

v

α

A1v

vv

α1

v

v

4) Se definen las proyecciones verticales (C y D ) de los puntos (C y D). Definiendo así la proyección vertical del cuadrado.

vh

A2v B2v

ph

Bh

C2 h

h

α

B1h

h

h

α1 =p

B2h

D2 h

Ah

A2h

A1h

f

Bv B1v

Av

A1v

vv

C1 v D1 v α1

v

v

α

pv

vh

D2

C2

h

α

C1 h

Bh

v

v

C2 h

h h α1 =p

B1h

B2h

D2 h

D1 h

Ah

A2h

A1h

g

B1v

Bv

A1v

Av

Cv

C1

Dv

vv

D1

Bh

h1h

C

Dh

h

hh

hv

v

h1v

v

α1

v

pv

vh

Ah

C1 h

v

α

D2

v

h

α

C2

v

A2v B2v

C2 h

h h α1 =p

B1h

D1 h

B2h

D2 h

A1h

fig.261.\ ... continuación.

84

A2v B2v

A2h


CAMBIO DE PLANOS DE PROYECCIÓN


forma un nuevo sistema de doble proyección ortogonal, en el cual, los planos principales de proyección son: el plano vertical de proyección, que es común a ambos sistemas, y el plano tres de proyección (P3), que reemplaza al plano horizontal de proyección (PH). La Línea de Tierra, es ahora la intersección (3-V) entre los planos tres y vertical de v proyección. En este caso, la proyección vertical (A ) de cualquier punto (A) es común a ambos sistemas, y el vuelo (YA) de cualquier punto (A) mantiene su valor al definir su proyección sobre el plano tres de proyección; que se 3 denomina proyección tres (A ).

CAMBIO DE PLANOS DE PROYECCIÓN. Como ya se describió, el sistema de Doble Proyección Ortogonal lo definen dos planos principales de proyección, denominados: plano vertical de proyección (PV) y plano horizontal de proyección (PH), los cuales se cortan, formando un ángulo de 900, y definiendo una línea denominada línea de tierra, la cual ahora se denominará (H-V), por representar la intersección entre los planos horizontal y vertical de proyección\ fig.262a.

CAMBIO DEL PLANO VERTICAL DE PROYECCIÓN, PARA OBSERVAR EN POSICIÓN DE PUNTA A UN PLANO CUALQUIERA.

El cambio de planos de proyección consiste en sustituir el plano vertical de proyección (PV) por cualquier plano tres (P3) de proyección que sea perpendicular al plano horizontal de proyección (fig.262b). Se obtiene de esta forma un nuevo sistema de doble proyección ortogonal, en el cual, los planos principales de proyección son: el plano tres de proyección (P3), que reemplaza al plano vertical de proyección (PV), y el plano horizontal de proyección (PH), que mantiene su posición. La Línea de Tierra, es ahora la intersección (H-3) entre los planos horizontal y tres de h proyección. En este caso, la proyección horizontal (A ) de cualquier punto (A) es común a ambos sistemas, y la cota (ZA) de cualquier punto (A) mantiene su valor al definir su proyección sobre el plano tres de proyección; que se 3 denomina proyección tres (A ).

Si un plano (α) se encuentra en una posición cualquiera con respecto a un sistema (H-V) de doble proyección ortogonal. Puede definirse un nuevo sistema (H-3) de doble proyección ortogonal, con respecto al cual el plano (α) sea un plano de punta, cambiando el plano vertical de proyección (PV) por un plano tres de proyección (P3) que sea perpendicular a la traza horizontal de plano (α)\ fig.263a y fig.263b. LAS TRAZAS DEL PLANO (α) SON AHORA: a) Traza horizontal: Es común a ambos sistemas. Su h proyección horizontal (α ) es perpendicular a la línea de tierra (H-3). b) Traza tres: Es la intersección del plano (α) con el plano tres de proyección. Se corta en la línea de tierra (H-3) con la traza horizontal del plano (α); por lo tanto su 3 proyección tres (α ) se corta con la proyección horizontal h (α ) de la traza horizontal del plano (α) en la línea de tierra (H-3)\ fig.263b. Todo el plano (α) se proyecta sobre 3 el plano tres de proyección en la recta (α ).

a) Sistema de doble proyección ortogonal.

AV

PV AV A

H-V

ZA

H-V

ZA

YA

YA PH

Ah

Ah

a

b) Cambio del plano vertical de proyección.

P3

α

AV

PV AV

A3 A

ZA

ZA

H-3

b PV

A3

H-V

α

ZA

ZA

h

α

H-V

α

P3 3

3

α

α H-V

PH

P3

v

PH h

H-3

α

H-3

H-3

PH

Ah

Ah

fig.263.\ Cambio del plano vertical de proyección, para observar en posición de punta a un plano cualquiera.

c) Cambio del plano horizontal de proyección.

PV A3

PH

3-V

AV

AV

H-V

YA A P3

Ejemplo: Realizar el cambio de plano vertical de proyección necesario para definir un sistema de doble proyección ortogonal (H-3) con respecto al cual el plano (α) sea un plano de punta. Definir las trazas del plano (α) en este nuevo sistema de doble proyección ortogonal.\fig.264a:

Ah

H-V

A3

YA 3-V

YA

YA

Solución:

Ah

a) Se representa el cambio del plano vertical de proyección por el plano tres de proyección, dibujando la nueva la línea de tierra (H-3), perpendicular a la h proyección horizontal (α ) de la traza horizontal del plano (α)\ fig.264b.

fig.262.\ Cambio de planos de proyección. Puede establecerse también un cambio de plano de proyección sustituyendo el plano horizontal de proyección por un plano tres de proyección (P3) que sea perpendicular al plano vertical de proyección (fig.262c). Se obtiene de esta

85




b) Se definen las trazas del plano (α) en el nuevo sistema de doble proyección ortogonal (H-3) de la siguiente manera\ fig.264c y fig.264d:

(P3) en verdadero tamaño, siendo esta la razón de realizar el cambio del plano horizontal de proyección. a

1) Traza horizontal. Es común en ambos sistemas.

PV

b

PV

3

2) Traza tres. Su proyección tres (α ) se corta en la nueva línea de tierra (H-3) con la proyección h horizontal (α ) de la traza horizontal del plano (α); y 3 contiene a la proyección tres (1 ) de cualquier punto (1) del plano (α), la cual se obtiene de la siguiente manera\ fig.264c: i)

v

H-V

P3

v

Se definen las proyecciones vertical (1 ) y h horizontal (1 ) de un punto (1) cualquiera del plano (α).

P3

PH

fig.265.\ Cambio del plano horizontal de proyección, para observar en posición horizontal a un plano de punta.

h

ii) Por la proyección horizontal (1 ) (que es común a ambos sistemas) del punto (1), se traza la línea de proyección perpendicular a la línea de tierra (H3 3) que contendrá a la proyección tres (1 ) del punto (1).

Ejemplo: Definir las proyecciones del cuadrado (A;B;C;D), contenido en el plano (α) y en el (Ι) cuadrante\ fig.266a.

3

iii) Se define la proyección tres (1 ) del punto (1), midiendo, sobre la línea de proyección recién trazada y a partir de la línea de tierra (H-3), la cota (Z1) del punto (1).

a) Definir las proyecciónes del cuadrado (A;B;C;D) contenido en el plano (α) y en el Ι cuadrante

3

A

YA v

α

H-V

B

A

v

α

b

v

α

3

YB

v

a

3-V

α

α

h

α

α

3-V

v

α

3-V

v

α

v

B

H-V

H-V h

A

YB

YA

h

B

H-V

h

B

h

A

h

α

b

h

α

h

α

H-3

h

α

D

3

D

3

1v

c Z1

3

1

1h

Z1

v

α

H-V

Z1

A

1v

d

Z1

YA

v

α

v

α

1

1h

A

YA 3

H-V

C YB

v

A

3

α

3

B

3

C YB

v

A

D

3-V

H-3

h

α

H-3

YA

YB

YC

B

3-V

v v

H-V

h

C YB h YC B

YA

B

h

h

A α

c

H-V

YD

h

CAMBIO DEL PLANO HORIZONTAL DE PROYECCIÓN, PARA OBSERVAR EN POSICIÓN HORIZONTAL A UN PLANO DE PUNTA.

3

B

A

fig.264.\ Cambio del plano vertical de proyección, para observar en posición de punta a un plano cualquiera\ ejemplo.

3

v

v

h

YD

v

α

B

α

3

3

D

h

h

α C

h

d

fig.266.\ Cambio del plano horizontal de proyección, para observar en posición horizontal a un plano de punta\ ejemplo. Solución:

Si un plano (α) se encuentra de punta con respecto a un sistema (H-V) de doble proyección ortogonal. Puede establecerse un nuevo sistema (3-V) de doble proyección ortogonal, con respecto al cual el plano (α) sea un plano horizontal, cambiando el plano horizontal de proyección (PH) por un plano tres de proyección (P3) que sea paralelo al plano (α)\ fig.265a y fig.265b.

a) Por ser el plano (α) un plano de punta, se definen, sobre v la proyección vertical (α ) de su traza vertical, las v v proyecciones verticales (A y B ) de los puntos (A y B)\ fig.266b. Se efectúa el cambio del plano horizontal de proyección por el plano tres de proyección (P3), paralelo al plano (α); representa este cambio de plano de proyección, la nueva línea de tierra (3-V), paralela a la proyección v vertical (α ) de la traza vertical del plano (α).

La traza vertical del plano (α) es común a ambos sistemas, y su proyección vertical (αv) es paralela a la nueva línea de tierra (3-V). En este nuevo sistema (3-V) de doble proyección ortogonal, el plano (α) se proyecta sobre el plano tres de proyección

86




Se definen, mediante el traslado de sus vuelos (YA y YB), las 3 3 proyecciones (A y B ) de los puntos (A y B) sobre el plano tres de proyección (P3). 3

3

v

a

α

v

A

b

3

A 3

A

3

b) Se dibuja, en verdadero tamaño, el cuadrado (A ; B ; C ; 3 3 3 D ), con lado en (A ; B )\ fig.266c.

v

ZA

H-V

B

3

α A

α

C

A

4

h

A

3

B YB

YB

B

α

C

α

C

α

v B H-V

YB h

4-3

B

h

A C

h

h

α

h

α

Solución:

Se establece, por medio de la nueva línea de tierra (H-3), el cambio del plano vertical de proyección (PV) por el plano tres de proyección (P3), el cual es perpendicular a la traza horizontal del plano (α). En este sistema de doble proyección ortogonal (H-3), el plano (α) se observa de punta.

α

3

α

α α

H-3

H-V

h

H-3

α

PH

h

α

PH

c

Se define la proyección tres (α3) de la traza tres del plano 3 3 (α); y las proyecciones (A y B ) de los puntos (A y B), por medio del traslado de sus respectivas cotas (ZA y ZB); la cota de (B) es cero (ZB=0).

d

4-3

P3

b) Se establece, por medio de la nueva línea de tierra (4-3), el cambio del plano horizontal de proyección por un plano cuatro (P4), paralelo al plano (α)\ fig.268c.

P3 3

α

3

α

α H-3

α

P4

En este nuevo sistema de doble proyección ortogonal, el plano (α) es un plano horizontal, encontrándose su proyección sobre el plano cuatro en verdadero tamaño.

PH h

α

4-3

h

a) Se define la proyección horizontal (A -B ) del lado (A-B), haciéndolo pertenecer al plano (α)\ fig.268b.

b

α

h

fig.268.\ Observación en posición horizontal de un plano cualquiera, por medio de dos cambios de plano de proyección\ ejemplo.

P3

3

C h

B

h

v

v

v

YC

3

B

b) Se cambia el plano horizontal de proyección (PH) por un plano cuatro de proyección (P4), paralelo al plano (α) (fig.267c). Se establece de esta forma el sistema de doble proyección ortogonal (4-3), en el cual, el plano (α) es un plano horizontal\ fig.267d.

α

A H-V

h

B

h

v

A

YB

h

B

C

H-3

3

4

4-3

f

3

A 4 A

4

YB

YB

4

B

h

3

YC

a) Se cambia el plano vertical de proyección (PV) por un plano tres de proyección (P3), perpendicular a la traza horizontal del plano (α) (fig.267a). Se establece de esta forma el sistema de doble proyección ortogonal (H-3), en el cual, el plano (α) es un plano de punta\ fig.267b.

h

B

4-3

e

H-V

3

B

4

H-3

3

A 4

H-V

h

A

h

α

3

d

H-3

3

A

4

h

B

H-3

3

c

Si un plano (α) se encuentra en una posición cualquiera con respecto a un sistema de doble proyección ortogonal (H-V), Puede establecerse un nuevo sistema de doble proyección ortogonal (4-3), con respecto al cual el plano (α) sea un plano horizontal, por medio de dos cambios de plano de proyección sucesivos, realizados en la siguiente forma:

P3

H-V

B

h

α

OBSERVACIÓN EN POSICIÓN HORIZONTAL DE UN PLANO CUALQUIERA, POR MEDIO DE DOS CAMBIOS DE PLANO DE PROYECCIÓN SUCESIVOS.

PV

v

B

h

A

c) Se definen las proyecciones vertical y horizontal del cuadrado (A; B; C; D)\ fig.266d.

a

v

α

v

α

4

4

Se definen las proyecciones (A y B ) de los puntos (A y B), trasladando sus respectivos vuelos (YA y YB); el vuelo (YA) del punto (A) es cero (YA=0).

P4

fig.267.\ Observación en posición horizontal de un plano cualquiera, por medio de dos cambios de plano.

c) Se dibuja, en verdadero tamaño, la proyección cuatro 4 4 4 (A ;B ;C ) del triángulo equilátero (A;B;C)\ fig.268d. 3

3

3

d) Se define la proyección tres (A ;B ;C ) del triángulo (A;B;C)\ fig.268e.

Ejemplo: Definir las proyecciones del triángulo equilátero de vértices (A;B;C), contenido en el plano (α), sabiendo que el vértice (C) esta a la derecha de (A)\ fig.268a.

h

h

h

Se define la proyección horizontal (A ;B ;C ) del triángulo (A;B;C); trasladando el vuelo (YC) del punto (C).

87




v

v

(α), la cual se obtiene de la siguiente manera\ fig.270c:

e) Se define la proyección vertical (A ;B ;C ) del triángulo (A;B;C); haciendo pertenecer el punto (C) al plano (α) \ fig.268f.

i)

CAMBIO DEL PLANO HORIZONTAL DE PROYECCIÓN, PARA OBSERVAR EN POSICIÓN VERTICAL A UN PLANO CUALQUIERA.

v

ii) Por la proyección vertical (1 ) (que es común a ambos sistemas) del punto (1), se traza la línea de proyección perpendicular a la línea de tierra (33 V) que contendrá a la proyección tres (1 ) del punto (1).

Si un plano (α) se encuentra en una posición cualquiera con respecto a un sistema (H-V) de doble proyección ortogonal. Puede definirse un nuevo sistema (3-V) de doble proyección ortogonal, con respecto al cual el plano (α) sea un plano vertical, cambiando el plano horizontal de proyección (PH) por un plano tres de proyección (P3) que sea perpendicular a la traza vertical del plano (α)\ fig.269a y fig.269b.

3

iii) Se define la proyección tres (1 ) del punto (1), midiendo, sobre la línea de proyección recién trazada y a partir de la línea de tierra (3-V) el vuelo (Y1) del punto (1).

LAS TRAZAS DEL PLANO (α) SON AHORA:

a

a) Traza vertical: Es común a ambos sistemas. Su proyección v vertical (α ) es perpendicular a la línea de tierra (3-V).

v

α

b

h

h

α

c

v

α

α

d

3-V

v

α

α

PV

v

α

1

3

3

α

H-V h

α

Y1 1

PV P3

3

α

a

h

1

α

3-V

Y1

H-V

Y1

v

α

P3

3-V

H-V

3-V v

PH

v

α

H-V

b) Traza tres: Es la intersección del plano (α) con el plano tres de proyección. Se corta en la línea de tierra (3-V) con la traza vertical del plano (α); por lo tanto su 3 proyección tres (α ) se corta con la proyección vertical v (α ) de la traza vertical del plano (α) en la línea de tierra (3-V)\ fig.269b. Todo el plano (α) se proyecta sobre el 3 plano tres de proyección en la recta (α ). 3-V

v

Se definen las proyecciones vertical (1 ) y h horizontal (1 ) de un punto (1) cualquiera del plano (α).

3

α

H-V

h

1 h

α

Y1

3

1

h

α

h

1

fig.270.\ Cambio del plano horizontal de proyección, para observar en posición vertical a un plano cualquiera\ ejemplo.

b

fig.269.\ Cambio del plano horizontal de proyección, para observar en posición vertical a un plano cualquiera.

CAMBIO DEL PLANO VERTICAL DE PROYECCIÓN, PARA OBSERVAR EN POSICIÓN FRONTAL A UN PLANO QUE SE ENCUENTRA EN POSICIÓN VERTICAL.

Ejemplo: Realizar el cambio de plano horizontal de proyección necesario para definir un sistema de doble proyección ortogonal (3-V) con respecto al cual el plano (α) sea un plano vertical. Definir las trazas del plano (α) en este nuevo sistema de doble proyección ortogonal.\ fig.270a:

Si un plano (α) se encuentra en posición vertical con respecto a un sistema (H-V) de doble proyección ortogonal. Puede establecerse un nuevo sistema (H-3) de doble proyección ortogonal, con respecto al cual el plano (α) sea un plano vertical, cambiando el plano vertical de proyección (PV) por un plano tres de proyección (P3) que sea paralelo al plano (α)\ fig.271a y fig.271b.

Solución: a) Se representa el cambio del plano horizontal de proyección por el plano tres de proyección, dibujando la nueva la línea de tierra (3-V), perpendicular a la v proyección vertical (α ) de la traza vertical del plano (α)\ fig.270b.

La traza horizontal del plano (α) es común a ambos sistemas, y su proyección horizontal (αh) es paralela a la nueva línea de tierra (H-3).

b) Se definen las trazas del plano (α) en el nuevo sistema de doble proyección ortogonal (3-V) de la siguiente manera\ fig.270c y fig.270d:

En este nuevo sistema (H-3) de doble proyección ortogonal, el plano (α) se proyecta sobre el plano tres de proyección (P3) en verdadero tamaño, siendo esta la razón de realizar el cambio del plano vertical de proyección.

1) Traza vertical. Es común en ambos sistemas. 3

2) Traza tres. Su proyección tres (α ) se corta en la nueva línea de tierra (3-V) con la proyección vertical v (α ) de la traza vertical del plano (α); y contiene a la 3 proyección tres (1 ) de cualquier punto (1) del plano

88



Ing. Alberto M. Pérez G. 3

a PV

v

α

α

3

3

b) Se dibuja, en verdadero tamaño, el cuadrado (A ; B ; C ; 3 3 3 D ), con lado en (A ; B )\ fig.272c.

b

α

P3

c) Se definen las proyecciones vertical y horizontal del cuadrado (A; B; C; D)\ fig.272d.

P3

PH PH

OBSERVACIÓN EN POSICIÓN FRONTAL DE UN PLANO CUALQUIERA, POR MEDIO DE DOS CAMBIOS DE PLANO DE PROYECCIÓN SUCESIVOS.

h

α

h

α

H-3

H-3

fig.271.\ Cambio del plano vertical de proyección para observar en posición frontal a un plano vertical.

Si un plano (α) se encuentra en una posición cualquiera con respecto a un sistema de doble proyección ortogonal (H-V), Puede establecerse un nuevo sistema de doble proyección ortogonal (3-4), con respecto al cual el plano (α) sea un plano frontal, por medio de dos cambios de plano de proyección sucesivos, realizados en la siguiente forma:

Ejemplo: Definir las proyecciones del cuadrado (A;B;C;D), contenido en el plano (α) y en el (Ι) cuadrante\ fig.272a. v

α

v

A

B

v

B

ZA

H-V

a) Se cambia el plano horizontal de proyección (PH) por un plano tres de proyección (P3), perpendicular a la traza vertical del plano (α) (fig.273a). Se establece de esta forma el sistema de doble proyección ortogonal (3-V), en el cual, el plano (α) es un plano vertical\ fig.273b.

v

α

v

A

v

ZB

H-V

h

B

H-3

h

α

h

A

a) Definir las proyecciónes del cuadrado (A;B;C;D) contenido en el plano (α) y en el Ι cuadrante

c

h

α

ZA

D

d

b

3

A

v

C

v

v

v

A

A v

B

h

B

H-3

h

A

h

D

h

B ZC ZB h C h B

A

3

ZB

B

C

h

α

ZA

3-V

3

3-V

v

α

A

A

D

3

D

b

3

3

3

α

a

ZC C

3

α

h

PH

ZD

ZA

P3

H-V

α

H-3

h

α

PV

3

α

B

α

PV

α

P3

H-V

3

ZB

v

v

α

v

ZA

H-V

α

ZD

v

ZB

3-V

v

α

ZA

b) Se cambia el plano vertical de proyección (PV) por un plano cuatro de proyección (P4), paralelo al plano (α) (fig.273c). Se establece de esta forma el sistema de doble proyección ortogonal (3-4), en el cual, el plano (α) es un plano frontal\ fig.273d.

ZB 3 B

3

P3

PV P3

fig.272.\ Cambio del plano vertical de proyección para observar en posición frontal a un plano vertical\ ejemplo.

3

α

α P4

α

3

α

Solución: a) Por ser el plano (α) un plano vertical, se definen, sobre la h proyección horizontal (α ) de su traza horizontal, las h h proyecciones horizontales (A y B ) de los puntos (A y B)\ fig.272b.

c

3-4

d

3-4

fig.273.\ Observación de un plano en posición frontal por medio de dos cambios de plano.

Se efectúa el cambio del plano vertical de proyección por el plano tres de proyección (P3), paralelo al plano (α); representa este cambio de plano de proyección, la nueva línea de tierra (H-3), paralela a la proyección h horizontal (α ) de la traza horizontal del plano (α).

Ejemplo: Definir las proyecciones del triángulo equilátero de vértices (A;B;C), contenido en el plano (α), sabiendo que el vértice (C) esta a la derecha de (A)\ fig.274a.

Se definen, mediante el traslado de sus cotas (ZA y ZB), las 3 3 proyecciones (A y B ) de los puntos (A y B) sobre el plano tres de proyección (P3).

Solución: v

v

a) Se define la proyección vertical (A -B ) del lado (A-B), haciéndolo pertenecer al plano (α)\ fig.274b.

89




Se establece, por medio de la nueva línea de tierra (3-V), el cambio del plano horizontal de proyección (PH) por el plano tres de proyección (P3), el cual es perpendicular a la traza vertical del plano (α). En este sistema de doble proyección ortogonal (3-V), el plano (α) es un plano vertical.

a

b

v

α

v

v

3-V

B 3

B

v

H-V

h

h

3

A

ZB

h

ZB

3

3

A

ZB

v

C

e

h

e) Se define la proyección horizontal (A ;B ;C ) del triángulo (A;B;C); haciendo pertenecer el punto (C) al plano (α) \ fig.274f.

3

α

v

C

C

v

C

α

v

h

B h

α

h

A

f

C

h

fig.274.\ Observación de un plano en posición frontal, por medio de dos cambios de plano de proyección\ ejemplo.

90

v

A

3-V 3

3-V B

α

H-V

A

3

A

ZC

3

α

ZC v

A

4

3

A

v

3

v

h

v

B

B 4

A

A

ZB

3

v

4

v

3-4

4

H-V

4

d

3-V

α B

Se define la proyección vertical (A ;B ;C ) del triángulo (A;B;C); trasladando la cota (ZC) del punto (C). h

A

c

d) Se define la proyección tres (A ;B ;C ) del triángulo (A;B;C)\ fig.274e. v

C

v

3

c) Se dibuja, en verdadero tamaño, la proyección cuatro 4 4 4 (A ;B ;C ) del triángulo equilátero (A;B;C)\ fig.274d. 3

3

B

H-V

4

4

v

B

ZB

3

Se definen las proyecciones (A y B ) de los puntos (A y B), trasladando sus respectivas cotas (ZA y ZB); la cota (ZA) del punto (A) es cero (ZA=0).

v

α

3-4

B

ZB

A

α

4

B

v

B

En este nuevo sistema de doble proyección ortogonal, el plano (α) es un plano frontal, encontrándose su proyección sobre el plano cuatro en verdadero tamaño.

h

A

v

α

3-4

4

B

α

h

α

B

YA

3

A

b) Se establece, por medio de la nueva línea de tierra (3-4), el cambio del plano vertical de proyección por un plano cuatro (P4), paralelo al plano (α)\ fig.274c.

4

H-V

A

h

B

Se define la proyección tres (α3) de la traza tres del plano 3 3 (α); y las proyecciones (A y B ) de los puntos (A y B), por medio del traslado de sus respectivos vuelos (YA y YB); el vuelo de (B) es cero (Y=0).

α


capítulo 8

poliedros. Este es un capítulo de gran contenido práctico, en el cual, para definir la doble proyección ortogonal de objetos tridimensionales; en particular poliedros, se aplican en conjunto todos los conocimientos de Geometría Descriptiva hasta ahora expuestos. En síntesis, todo poliedro esta compuesto de vértices, aristas, caras, ejes, etc. Y definiendo previamente la doble proyección ortogonal de estos elementos geométricos, se logrará definir la doble proyección ortogonal del poliedro que los contiene. Por lo tanto, debe definirse la proyección diédrica de: puntos; rectas; planos; rectas y/o planos paralelos, y/o perpendiculares; obtener proyecciones en verdadero tamaño de planos, para dibujar en ellos:

triángulos, cuadrados, pentágonos, etc. En fin, es necesario comprender bien todos los fundamentos de la Geometría Descriptiva hasta ahora expuestos para garantizar el éxito en la determinación de la doble proyección ortogonal de los poliedros. Representa de esta forma este capítulo, una gran utilidad para el estudiante de Geometría Descriptiva, ya que es en realidad un repaso práctico y de aplicación de todos los conceptos y procedimientos expuestos en los capítulos anteriores. Se inicia el capítulo haciendo un análisis general de la visibilidad de los poliedros. Para luego estudiar en forma particular la doble proyección ortogonal de: Tetraedros regulares; cubos; pirámides regulares rectas; y prismas regulares rectos.


POLIEDROS


contorno externo del prisma en ambas proyecciones\ fig.276b.

POLIEDROS. Los poliedros son sólidos definidos en su totalidad por superficies planas.

v

D

a 1

C

C

c

D

v 1v

B

1v

B

C D

B

v

h

C D

C

h

A

D

h

v

1h

C

1h

D

h

1h

C

1h

1h

1v

D v

A

D

v

v

1v

d

1v

v

4 v

A

v

1 =2 1v

B

C

C D

D

B

v

3

C D

h

1

D

h

C

1v

C

h

A C

h h

2

1h

B

v

h

1h

h

1h

B

v 1v

A

Como sucede en este ejemplo, existen siempre dos alternativas lógicas de visibilidad en la representación de cualquier poliedro (en general en la representación de cualquier sólido), pero solo una de ellas es correcta; es el análisis de su visibilidad lo permite definir cual de las dos es la correcta.

1v

B

h

C

h

D

1v

v

B

A

A

v

B

A

1h

B

A

c

1h

A

h

B

B

C

1v

h

C

h

A A

h

B

1

C

1h

v

D

D

1v

v

B

B

C

v

fig.275.\ Representación de un prisma.

1h

h

B

D

h

1h

h

3 =4 1h A

C

1h

1h

B

fig.276.\ Definición de la visibilidad de un poliedro. c) Para definir la visibilidad en la proyección vertical del prisma\ fig.276c:

DETERMINACIÓN DE LA VISIBILIDAD EN LAS PROYECCIONES DE POLIEDROS.

1) De acuerdo con la característica ΙΙ), se determina, 1 1 1 cual de la aristas que se cruzan (A -B ) y (D-D ) es visible en proyección vertical. Para ello, se traza el segmento de punta (1-2) que se corta con ambas y se representa como arista visible, en proyección vertical, aquella que contenga el punto de mayor 1 1 vuelo del mismo; resultando ser la arista (A -B ) que contiene al punto (2), en consecuencia la v 1v 1 proyección vertical (D -D ) de la arista (D-D ) es invisible al observador.

Se puede definir la visibilidad correcta en la representación de un poliedro, por medio de la observación de las tres características siguientes, las cuales pueden observarse en la fig.275b y fig.275c: Ι)

v

B

1

C

D A

v

1

A C

A B

1

1

1

B D

C

A

D

A

B D

b 1

1

A

1

D

1v

A

b

1v

1v

En la fig.275a se representa un prisma sin tomar en cuenta su visibilidad; esta representación, como ya se explicó es incorrecta. En la fig.275b, se representa el mismo prisma, asumiendo que el vértice (D) es invisible al observador y el 1 vértice (B ) es visible. Y en la fig.275c se representa el mismo 1 prisma asumiendo que el vértice (B ) es invisible al observador y el vértice (D) es visible. 1

D A

Los poliedros, por ser objetos tridimensionales, poseen un volumen propio que oculta al observador algunas de sus partes (vértices; aristas; caras; etc). Por lo tanto en la representación de un poliedro es muy importante definir su visibilidad; representando con líneas de trazo continuo sus aristas visibles al observador y con líneas segmentadas sus aristas invisibles.

1

1v

A

a

Todo el contorno externo de un poliedro es visible.

ΙΙ) Si dos aristas que se cruzan poseen proyectivamente un punto en común, entonces una es visible y la otra nó. 1 1 1 1 Ejemplo: aristas (D-D ) y (A -B ) y aristas (B-B ) y (C-D).

2) De acuerdo con la característica ΙΙΙ) todas las aristas 1v que concurren al vértice (B ) son visibles al v observador y todas las que concurren al vértice (D ) invisibles.

ΙΙΙ) Al considerar cualquier vértice, dentro del contorno del poliedro, todas las aristas que concurren a el tienen la misma visibilidad; siendo todas visibles ó todas invisibles.

d) Para definir la visibilidad en la proyección horizontal del prisma\ fig.276d:

Ejemplo: Definir la visibilidad del prisma mostrado en la fig.276a. Solución:

1) De acuerdo con la característica ΙΙ), se determina, 1 cual de la aristas que se cruzan (A-A ) y (B-C) es visible en proyección horizontal. Para ello, se traza el segmento vertical (3-4) que se corta con ambas, y se representa como arista visible, en proyección horizontal, aquella que contenga el punto de mayor 1 cota del mismo; resultando ser la arista (A-A ) que contiene al punto (4), en consecuencia la

a) Como se observa en la fig.276a inicialmente se representan las proyecciones del prisma dibujando todas sus aristas con líneas de procedimiento; es decir trazado tenue continuo. b) De acuerdo con la característica Ι) se dibuja, con líneas de contorno visible (trazado continuo fuerte), todo el

92


POLIEDROS


h

tener mayor cota que la arista (B-C), siendo en consecuencia invisible esta última.

proyección vertical (B -C ) de la arista (B-C) es invisible al observador. 2) De acuerdo con la característica ΙΙΙ) todas las aristas 1h que concurren al vértice (A ) son visibles al h observador y todas las que concurren al vértice (C ) invisibles.

c) Analisis de la visibilidad de la pirámide de la fig.277c: 1) Visibilidad de la proyección vertical: El vértice (D) es invisible al observador; por encontrarse dentro del contorno externo de la pirámide y ser su vértice de menor vuelo. Por lo tanto todas las aristas que concurren a el son invisibles.

No siempre es necesario trazar rectas de punta y/o verticales para poder definir la visibilidad de los poliedros en doble proyección ortogonal como lo muestran los ejemplos siguientes:

La arista (V-B) es visible al observador; debido a que se cruza con la arista (A-D) que es invisible.

a) Analisis de la visibilidad del tetraedro de la fig.277a:

2) Visibilidad de la proyección horizontal :

1) Visibilidad de la proyección vertical:

La arista (A-B) es invisible al observador; por encontrarse dentro del contorno de la pirámide y ser la arista de menor cota de la misma. Por lo tanto las aristas (V-D) Y (V-C), que se cruzan con la arista (A-B), son visibles al observador.

El vértice (D) es invisible al observador; debido a que se encuentra dentro del contorno del tetraedro, y es el vértice de menor vuelo del mismo. Por lo tanto todas las aristas que concurren a el son invisibles al observador.

v

2) Visibilidad de la proyección horizontal :

v

B

El vértice (B) es visible al observador; debido a que se encuentra dentro del contorno del mismo, y es el vértice de mayor cota del tetraedro. Por lo tanto todas las aristas que concurren a el son visibles al observador.

v

A

D

D

A

v

v

C D

v

B

v

v

v

C D

b) Analisis de la visibilidad del tetraedro de la fig.277b:

v

C

B

v

A

v

h

D A

h

h

h

A

B

h

1) Visibilidad de la proyección vertical:

v

V

h

B h

La visibilidad de las aristas que se cruzan (A-B) y (C-D) es obvia; siendo visible la arista (C-D) por tener mayor vuelo que la arista (A-B), siendo en consecuencia invisible esta última.

A

a

C C

h

b

h

D

h

h

V

fig.277.\ Visibilidad en poliedros\ ejemplos.

2) Visibilidad de la proyección horizontal : La visibilidad de las aristas que se cruzan (A-D) y (B-C) también es obvia; siendo visible la arista (A-D) por

93

C h

B

c

h


TETRAEDRO REGULAR


ALTURA DEL TETRAEDRO (h).

TETRAEDRO REGULAR.

Segmento definido por un vértice y el centro (N) de la cara opuesta a él.

Es un poliedro de cuatro caras, todas iguales, siendo cada una un triángulo equilátero (fig.278a). Sus partes principales se denominan:

CENTRO DEL TETRAEDRO (O). Es el centro de gravedad del tetraedro regular. Puede obtenerse interceptando los dos ejes de tetraedro regular que contiene cualquier sección principal.

CARA. Cada uno de los cuatro triángulos equiláteros que definen al tetraedro regular. Puede dibujarse a partir de una arista (a) como se muestra en la fig.278b.

SECCIÓN PRINCIPAL DEL TETRAEDRO.

Punto al que concurren tres aristas. En total hay cuatro (A; B; C; y D).

Sección del tetraedro regular que contiene un eje (e), y a una arista (a) que se corta con él. Es un triángulo isósceles definido por una arista (a) y dos alturas de cara (hC). En un tetraedro regular pueden definirse seis secciones principales.

ARISTA (a).

En la fig.278c, se muestra la sección principal de un tetraedro regular de longitud de arista (a). La sección principal de un tetraedro regular se dibuja generalmente con la finalidad de determinar la altura (h) del mismo.

VÉRTICE.

Segmento que une dos vértices. En total hay seis.

En efecto, conocida la longitud (a) de arista de un tetraedro regular, puede dibujarse una cara (ABC) del mismo, a partir de la cual, se dibuja una sección principal (ABM), en la que a su vez se puede determinar la altura (h) del tetraedro\ fig.278d.

ARISTAS OPUESTAS. Son dos aristas que no se cortan. Por ejemplo las aristas (BC) y (AD). Ellas son ortogonales. Pueden definirse tres pares de aristas opuestas en un tetraedro regular.

e A

C

EJE (e). Recta que pasa por un vértice y es perpendicular a la cara opuesta a él. Pueden definirse cuatro ejes en un tetraedro regular.

a

a

a

a h hC O

h B a

CENTRO DE CARA (N). Punto de intersección entre un eje (e) y la cara perpendicular a él. Es también el centro de gravedad de la cara.

hC

M

N

C

a

hC

M

N hC

hC

a

N

M

a

M

A

B

D a) Tetraedro regular

b) Cara

C

A

PUNTO MEDIO DE ARISTA (M). Es el punto medio entre los dos vértices que limitan a una arista.

a

h h

B

ALTURA DE CARA (hC). Segmento definido por un vértice y un punto medio (M) de una arista no concurrente a él.

hC

M

hC

c) Sección principal

M

A

N hC a

B

d) Cara y sección principal

fig.278.\ Tetraedro regular.

94

r=BM M

h

N

a

M N

O

a

r=AM

hC


TETRAEDRO REGULAR


a) Se define el plano (α), que pasa por el vértice (B) y es perpendicular a la recta (e); este plano contiene a la cara (B;C;D)\ fig.280b.

CONSTRUCCIÓN DE UN TETRAEDRO REGULAR, CONOCIDO UN VÉRTICE Y UNA RECTA QUE CONTIENE AL EJE.

Se define el centro (N) de la cara (B;C;D), interceptando la recta (e) y el plano (α).

Construir un tetraedro regular (A;B;C;D), dado un vértice (B) y una recta (e) que contiene a un eje\ fig.279a:

b) Se rebate el plano (α) y los puntos (B) y (N)\ fig.280c.

a) Se define, por el vértice (B), el plano (α), perpendicular al eje (e); este plano contiene a la cara (B;C;D) del tetraedro\ fig.279b.

r

r

r

Se dibuja la proyección rebatida (B ; C ; D ) de la cara (B;C;D); la cual es un triángulo equilátero con centro en r (N ) y vértice en (B).

Se define el centro (N) de la cara (B;C;D); interceptando el eje (e) con el plano (α).

c) Se definen las proyecciones horizontal y vertical de la cara (B;C;D)\ fig.280d.

b) Se construye, contenida en el plano (α), la cara (B;C;D) del tetraedro; la cual es un triángulo equilátero con vértice (B) y centro (N)\ fig.279c.

r

r

r

Se dibuja, a partir de la cara (B ; C ; D ), la sección r r r principal (B ; C ; M ) del tetraedro, en la cual se determina su altura (h).

c) Se dibuja, a partir de la cara (B;C;D), la sección principal (B;C;M) del tetraedro en la cual se determina su altura (h)\ fig.279d.

d) Se definen las proyecciones del vértice (A); midiendo para ello, sobre el eje (e), la altura (h) del tetraedro, a partir del centro de cara (N)\ fig.280e.

d) Se define el vértice (A); midiendo sobre el eje (e), la altura (h) del tetraedro, a partir del centro de cara (N)\ fig.279e.

e) Se definen las proyecciones visibilidad\ fig.280f.

e) Se define el tetraedro y su visibilidad; dibujando las aristas que concurren al vértice (A)\ fig.279f.

a

del

tetraedro

b

v v

e

t v

B

a

su

α

v

e

v

y

N

v

h

v

v

f

v

B

e

b

h

h e

N

h

B

α

h

B

e

N

h

h

h

f

B

B h

h

e =t

α v

c

v

d

e

e

v

c

α

e D

d

a

N

α

M

M

B

a

hc

hc

h

a

B

α

a

D

N

r

f

A

A

a α

h

N C

a

α

D D

r

N

r

h

h

B h

h

α

r

a

C

r

v

1

v

A

v

α

N-1

∆z

N

v

v

v

α

B α

fig.279.\ Construcción de un tetraedro regular, dado un vértice (B) y una recta (e) que contiene a un eje.

r

1

h

r

A

h

D

v

D

h

N

h

N

α

v

B

h

h

h

e

h

h

v

v

C

N-1

∆z

e

Ejemplo: Definir las proyecciones de un tetraedro regular (A;B;C;D), con vértice (B) dado, sabiendo que el vértice (A) esta contenido en el eje (e)\ fig.280a:

N

C

v

e

v

e

C h

h

α

r

B

r

f

v

A

B

h

r

α

B

e

N

C

v

B h

h

D B

D

B

e

a

v

v

v

h

C

C D

N

v

B

h

N

e

α

v

e r

a

C e

N

r=C-M M

C

v

D r=B-M

a

h

h

A

1

h

B

h

A

h

B

fig.280.\ Construcción de un tetraedro regular, conocido un vértice y una recta que contiene al eje.

Solución (por rebatimiento de planos):

95


TETRAEDRO REGULAR


r

r

b) Se define la proyección rebatida (A ;B ;C ) de la cara (A;B;C); la cual, es un triángulo equilátero, con vértice r r r r (A ) y arista (B -C ) sobre la recta (m ). Se determina la r proyección rebatida (N ) del centro (N) de la cara (A;B;C)\ fig.282c.

CONSTRUCCIÓN DE UN TETRAEDRO REGULAR CONOCIDO UN VÉRTICE Y UNA RECTA QUE CONTIENE A UNA ARISTA. Construir un tetraedro regular (A;B;C;D), con vértice (A) dado y arista (B-C) en la recta (m)\ fig.281a.

Se definen las proyecciones de la cara (A;B;C) y de del centro (N) de cara.

a) Se dibuja la cara (A;B;C) del tetraedro; la cual es un triángulo equilátero, con vértice (A) y lado (A-B) en la recta (m). Esta cara esta contenida en el plano (α) definido por la recta (m) y el vértice (A). Se determina el centro (N) de la cara (A;B;C)\ fig.281b.

a

b

v

A

b) Se dibuja, a partir de la cara (A;B;C), la sección principal (A;B;M), en la cual se determina la altura (h) del tetraedro\ fig.281c

m

v

A

v

α

v

m

c) Se traza, por el centro de cara (N) del tetraedro, y perpendicular al plano (α), el eje (e) del mismo\ fig.281d.

v

h

h

A

Se ubica el vértice (D), midiendo sobre el eje (e), y a partir del centro de cara (N), la altura (h) del tetraedro.

m

A

h

m

h

α

r

d) Se define el tetraedro y su visibilidad\ fig.281e.

h

α

m

r

r

A

a

b

A

A m

a α

a hc

c

B

v

N

C m

c

v

C

v

B

m

a a

r

N

Ch

h

h

C

B

N

α

r

B

C

B

r

α

m

v

a N C

h

B

B

h

a

h

α

Mr

r

D

r

h

h A

r

N

Ch

α

r

A

A

r

r

h

r

e

h

m

h

r

α

v

B

A m

m

v

v

h

h

D

C

v

A m

d

N

h

M

C

v

α

v

A

a

v

A

v

α a

m

d

v

A

N

D

α

m

e

f

v

D

∆z

A

B

N a

e

e

N

B

v

A

v

v

v

α

N

v

α

v

e

C

m

C

v

v

v

B

v h

h

e

h

α

fig.281.\ Construcción de un tetraedro regular con vértice (A) y arista (B-C) en la recta (m).

D ∆z

Ejemplo: Definir las proyecciones de un tetraedro regular (A;B;C;D), con vértice (A) dado y arista (B-C) sobre la recta (m), estando (B) mas alto que (C). El vértice (D) se encuentra por delante de (A)\ fig.282a.

r

h

D

h

N

h

α

m

h

A

h

C

h

h

N

D

e

h

h

h

B

fig.282.\ Construcción de un tetraedro regular conocido un vértice y una recta que contiene a una arista\ ejemplo.

Solución (por rebatimiento de planos): a) Se definen las trazas del plano (α) que contiene al vértice (A) y a la recta (m)\ fig.282b.

r

r

r

c) Se dibuja, a partir de la cara (A ;B ;C ), la sección r r r principal (A ;B ;M ) del tetraedro y se determina la altura (h) del mismo\ fig.282d.

Se rebaten: el plano (α); el vértice (A); y la recta (m).

96


TETRAEDRO REGULAR

Ing. Alberto M. Pérez G. 1

e) Se definen las proyecciones visibilidad\ fig.282f.

del

tetraedro

y

1

d) Se dibuja, contenida en el plano (α), la cara (B;C;D) del tetraedro; la cual es un triángulo equilátero de longitud (a) de arista, y centro (N)\ fig.283e. e) Se define el tetraedro y su visibilidad\ fig.283f.

A

b

Ejemplo: Definir las proyecciones de un tetraedro regular (A;B;C;D), con vértice (A) conocido y cara (B;C;D) contenida en el plano (α). Sabiendo que la arista (B-D) está contenida en una recta de máxima pendiente del plano (α). (B) por delante de (D). (C) a la izquierda de (B)\ fig.284a.

e h N α

Solución (por rebatimiento de planos):

α

c

C

1

d

C

1

1 1

a

1

1

M

Se determina la altura (h) del tetraedro. N

M

M

A

a) Se traza, por el vértice (A), y perpendicular al plano (α), el eje (e) del tetraedro, y se define el centro (N) de cara interceptando el eje (e) con el plano (α)\ fig.284b.

1

h

hc

hc

1

1

1

A =A

1

b) Se dibuja, en un esquema aparte, y con una longitud (a ) 1 1 1 de arista cualquiera, la cara (A ;B ;C ) de un tetraedro regular cualquiera\ fig.284c.

hc

h

1

B

1

Se dibuja la sección principal (A;B;M) del tetraedro buscado trazando, por el punto (N), y paralelo a la recta 1 1 (B -M ), la altura (B-M) de cara. En esta sección principal (A;B;M) se determina la longitud (a) de arista del tetraedro buscado.

Construir un tetraedro regular (A;B;C;D), con vértice (A) dado, sabiendo que la cara (B;C;D) esta contenida en el plano (α)\ fig.283a.

A

1

c) Sobre la recta (h ), y a partir del vértice (A ), se mide la altura (h) del tetraedro buscado, determinada en el paso (a)); ubicando de esta forma el centro (N) de cara\ fig.283d.

su

CONSTRUCCIÓN DE UN TETRAEDRO REGULAR, CONOCIDO EL PLANO QUE CONTIENE A UNA CARA, Y EL VÉRTICE NO CONTENIDO EN ESE PLANO.

a

1

A partir de la cara (A ;B ;C ), se dibuja la sección principal 1 1 1 1 (A ;B ;M ) y se determina la altura (h ) del tetraedro de 1 longitud (a ) de arista.

d) Se dibuja, por el centro de cara (N) y perpendicular al plano (α), el eje (e) del tetraedro, y se mide sobre el la altura (h) del tetraedro, a partir del centro (N) de cara para ubicar el vértice (D)\ fig.282e.

a

1

B1

B

1

1

1

A partir de la cara (A ;B ;C ), se dibuja la sección principal 1 1 1 1 (A ;B ;M ) y se determina la altura (h ) del tetraedro de 1 longitud (a ) de arista.

a

1

A

e

e D a α

a N

C

e D

B

N a

α

1

c) Sobre la recta (h ), y a partir del vértice (A ), se mide la altura (h) del tetraedro buscado, determinada en el paso (a)); ubicando de esta forma el centro (N) de cara\ fig.284d.

A

f

Se dibuja la sección principal (A;B;M) del tetraedro buscado trazando, por el punto (N), y paralelo a la recta 1 1 (B -M ), la altura (B-M) de cara. En esta sección principal (A;B;M) se determina la longitud (a) de arista del tetraedro buscado.

B

C

fig.283.\ Construcción de un tetraedro regular, conocido el plano que contiene a una cara y el vértice no contenido en este plano.

d) Con la longitud (a) de la arista, se dibuja la cara (A;B;C) del tetraedro buscado, y se determinando en este dibujo, el radio (r) de la circunferencia que la circunscribe\ fig.284e.

a) Se define, por el vértice (A) y perpendicular al plano (α), el eje (e) del tetraedro\ fig.283b.

e) Se rebate el plano (α) y se dibuja la proyección rebatida r r r (B ;C ;D ) de la cara (B;C;D); la cual es un triángulo equilátero circunscrito en una circunferencia de radio (r) r y centro (N )\ fig.284f.

Se define, interceptando el eje (e) con el plano (α), el centro (N) de la cara (B;C;D). Y se determina la altura (h) del tetraedro.

h

h

h

Se definen las proyecciones horizontal (B ;C ;D ) y vertical v v v (B ;C ;D ) de la cara (B;C;D) del tetraedro.

1

b) Se dibuja, en un esquema aparte y con una longitud (a ) 1 1 1 de arista cualquiera, la cara (A ;B ;C ) de un tetraedro regular cualquiera\ fig.283c.

f)

97

Se definen las proyecciones visibilidad\ fig.284g.

del

tetraedro

y

su


TETRAEDRO REGULAR


v

α

v

v

v

e =t

A

a

A

v

b

A-N

∆z N

v v

α

h

e h

α

N

h

h

h

t

h

A C

A-N

h

α

∆z

h

A

1

C

1

1

B

r

a

C

1

M 1

M 1 N

M

1

h

1

a

hc

1

h 1

1

A

B

c

A=A

v

D C

hc

a hc 1

d

a

v

e

C

v

v

C

A

v

α v

B

h

D h

h

N

h

B

r

B

h

g

v

v

v

N

e

B

B D

1 1

a

B

1

a

1

D

v

N

N

f

e

v

N

1

h

r

α

C

h

h

h

B

h

A

h

h

α

N C

r

e

r

D r

r

h

e

fig.284.\ Construcción de un tetraedro regular, conocido el plano que contiene a una cara y el vértice no contenido en este plano\ ejemplo.

98


CUBO


mayores. Pueden definirse seis secciones principales en un cubo. En la fig.286, se muestra una sección principal de un cubo.

CUBO. Poliedro regular de seis caras iguales, siendo cada una un cuadrado. Sus elementos principales son\ fig.285:

Una sección principal (ABGH) de un cubo, puede dibujarse a partir de una cara (ABCD) del mismo\fig.287. En la fig.288, se muestran algunas características geométricas de toda sección principal de un cubo.

CARA: Cada uno de los seis cuadrados que definen al cubo\ fig.286.

e

G

ARISTA:

H

Segmento que une dos vértices contiguos. En total hay doce, todas de igual longitud.

N

F

ARISTAS OPUESTAS: Par de aristas del cubo que son paralelas, y no están contenidas en una misma cara.

E

VÉRTICE:

C

O

D

h B

M

Punto al que concurren tres aristas. En total hay ocho.

A

VÉRTICES OPUESTOS. Par de vértices del cubo que están contenidos en una diagonal mayor (por ejemplo los vértices (F y D)).

fig.285.\ Hexaedro regular ó cubo.

DIAGONAL MAYOR.

C

B

N

H

Cada una de las diagonales de cualquier sección principal del cubo.

F

e h

M

DIAGONAL MENOR. Cada una de las dos diagonales de cualquier cara del cubo.

D

A Cara

CENTRO DE CARA (M): Punto de intersección entre las dos diagonales de cualquier cara. Es el centro de gravedad de la cara.

O

M

D

B

Sección principal

fig.286.\ Cara y sección principal.

CENTRO DEL CUBO (O). Centro de gravedad del cubo. Puede obtenerse interceptando los dos diagonales mayores de cualquier sección principal.

B

C

G

A

D

H

h

EJE (e): Recta que contiene a los centros de cara de dos caras paralelas. ALTURA DEL CUBO: Distancia entre dos centros de cara, contenidos en caras paralelas del cubo. Es igual a la longitud de las aristas.

fig.287.\ Dibujo de la sección principal (ABGH), a partir de la cara (ABCD).

SECCIÓN PRINCIPAL: Sección del cubo que contiene a dos aristas opuestas. Es un rectángulo formado por dos aristas y dos diagonales

99


CUBO


H

N

F

N

H

b) Se rebate el plano (α), y los puntos (M) y (A)\ fig.290c.

F

r

1

Ι 1

X 1

/3 dD-N

O /3 dD-N

e

Ι /3 dH-B

O

X

J

/3 dD-N

D

1

M

B

1

1

/3 dH-B

e

D

M

B

e) Se dibujan las aristas del cubo paralelas al eje (e), que pasan por los vértices (A;B;C;D); Todas son de longitud (a) \ fig.290f. Se dibuja la cara (E;F;G;H), definiendo así el cubo y su visibilidad.

Definir las proyecciones de un cubo, dado el vértice (A) y la recta (e) que contiene a un eje\ fig.289a.

a v

e

a) Se define, por el vértice (A) el plano (α) perpendicular al eje (e); este plano contiene a la cara (A;B;C;D)\ fig.289b.

v

e

v

f

v

t

v

h

Av

A e

h

v

c

e

C

v

α v

M

D

v

v

h

A h

C

E

N

G

F A

D

h

B

r

A

h

B

a

e

h

r

B

h

α

r

M

H

M

r

G

C

D

v

α

N

e

v

G

H

v

C

C

v

M

α

D

v

h

v

v

v v

E F

v

v

B h D

h

A

h

M

Ejemplo: Definir las proyecciones de un cubo (A;B;C;D-E;F;G;H), contenido en el Ι cuadrante; con vértice (A); y eje sobre la recta (e) \ fig.290a.

h

a

N

h

C

M

h

H

h

Solución (por rebatimiento de planos): h

α

a) Se define el plano (α), que pasa por el vértice (A) y es perpendicular al eje (e)\ fig.290b.

N

r

h

e

G

h

α

v

A

v

fig.289.\ Construcción de un cubo, conocido un vértice y una recta que contiene a un eje.

f

e

v

v

A

r

e

M

v

v

e

D

r

N

M B

r

α

C α

M

r

α

F

r

α

h

h

N

A

M a

C

h

A

E

a

A

M

α e

v

α

v

A

B h D

M

d

d

v

M

v

e

a

H

h

e

v

A

D

e

h

e =t

v

B

h

α

h

c) Se dibuja la cara (E;F;GH), definiendo así el cubo y su visibilidad\ fig.289d.

c

h

A

h

M

h

b) Se trazan, paralelas al eje (e) y por los vértices de la cara (A;B;C;D) las aristas del cubo de longitud (a), que contienen a los vértices (E;F;G;H)\ fig.289c.

A

v

A

h

f

h

Se dibuja, contenida en el plano (α), la cara (A;B;C;D) del cubo; esta es un cuadrado con centro (M) y vértice (A).

A

b v

α

M

v

Se define, interceptando el eje (e) con el plano (α), el centro (M) de la cara (A;B;C;D).

e

r

d) Se determina el centro (N) de la cara (E;F;G;H); para ello se mide la longitud (a) de arista del cubo sobre el eje (e) a partir del centro de cara (M)\ fig.290e.

CONSTRUCCIÓN DE UN CUBO, CONOCIDO UN VÉRTICE Y UNA RECTA QUE CONTIENE A UN EJE.

b

r

Se definen las proyecciones de la cara (A;B;C;D).

/3 dH-B

J

fig.288.\ Propiedades geométricas de toda sección principal de un cubo.

a

r

c) Se dibuja la proyección rebatida (A ;B ;C ;D ) de la cara r (A;B;C;D); esta es un cuadrado con vértice (A ) y centro r (M )\ fig.290d.

B

h

h

α

A

h

N

h

E

h

h

F

h

e

fig.290.\ Construcción de un cubo, conocido el vértice (A) y la recta (e) que contiene a un eje\ ejemplo.

Se define el centro (M) de la cara (A;B;C;D), interceptando el eje (e) con el plano (α).

100


CUBO


7) Se define, por paralelismo el vértice (E).

CONSTRUCCIÓN DE UN CUBO CONOCIDO UN VÉRTICE Y UNA RECTA QUE CONTIENE A UNA DIAGONAL MAYOR.

Puede observarse que existe una segunda solución, mostrada en la fig.291d. En la fig.291e, se muestra en el esquema en perspectiva, la sección principal ya construida.

Definir el cubo (ABCD-EFGH), dado su vértice (C) y la recta (r) que contiene a la diagonal mayor (A-G)\ fig.291a. a

a r

N

Ι

r

b) Se traza, por, el centro (M) de cara, y perpendicular al plano (α), la diagonal mayor (B-D); la cual es de igual longitud que las diagonales mayores (A-C) y (E-G)\ fig.291e.

b

Se traza, por el centro de cara (N) y perpendicular al plano (α), la diagonal mayor (F-H); la cual es de igual longitud que las anteriores.

X

C

A

C

c) Se trazan las aristas del cubo y se define su visibilidad\ fig.291f. r

G

X

a M

O M

C

Ι

O

e

G

e r

N

G

H

O

H

B r

M

C

a) La recta (r) y el punto (A) definen un plano (α) que contiene a la sección principal (AECG) del cubo, por lo tanto: se define este plano por dos rectas características (f) y (h); de la siguiente manera\ fig.292b:

F

f

Se traza la recta horizontal (h), que pasa por el punto (A). Por un punto (2) cualquiera de ella se traza la recta frontal (f).

E

b) Se rota, alrededor del eje de punta (p), que pasa por el punto (3), el plano (α); hasta la posición vertical (α1). Y se rotan también la recta (r) y el vértice (A); de la siguiente manera:

B

O

C M

A D

Solución (por rotaciones):

N

E

α

N

r

C F

Ejemplo: Definir las proyecciones de un cubo (ABCD-EFGH) con diagonal mayor (C-E) en la recta (r) y vértice (A)\ fig.292a.

G

X

A

e

d

A

E

N

Ι

E

c

a

A

1) Se establece el eje de rotación (p) de punta\ fig.292c.

D

o

Para determinar el ángulo (α ) que debe girar el plano (α) alrededor del eje (p) para colocarse en la posición vertical (α1); se rota, por medio de sus puntos (2 y 3), la recta frontal (f) hasta la posición vertical (f1).

fig.291.\ Construcción de un cubo conocido un vértice y una recta que contiene a una diagonal mayor. a) La recta (r) y el vértice (C) definen el plano (α) que contiene a la sección principal (AEGC) del cubo. Por lo tanto, sobre este plano (α) se construye esta sección principal de la siguiente forma\ fig.291b:

o

2) Se rotan, el ángulo (α ), los puntos (1 y A) y en consecuencia la recta (r); definiendo así sus proyecciones (11 ; A1; y r1)(\ fig.292d.

1) Se traza la recta (a), perpendicular a la recta (r), y se determina el punto de corte (Ι) entre las dos rectas.

3) Se determinan las trazas del plano (α) en su posición vertical (α1).

2) Se define el punto medio (X) del segmento (C-Ι).

c) Estableciendo el eje vertical (v), se gira el plano (α), junto con la recta (r) y el punto (A) desde la posición vertical (α1), hasta la posición frontal (α2); obteniendo las proyecciones (r2 y A2)\ fig.292e.

3) Se define el centro (N) de la cara (EFGH), cortando la recta (a) con un arco de circunferencia de centro (Ι) y radio igual a la distancia (dΙ-X) entre los puntos (Ι y X).

d) Se dibuja, en verdadero tamaño, la sección principal (AEGC) del cubo en su proyección (A2E2G2C2) \ fig.292f.

4) Se define el vértice (A), cortando la recta (r) con un arco de circunferencia de centro (N) y radio igual a la distancia (dN-C) entre los puntos (N y C).

Se gira la sección principal del cubo, desde su proyección (A2E2G2C2) hasta su proyección (A1E1G1C1).

5) Se dibuja la arista (A-C), y se determina su punto medio (M). La recta (M-N) es un eje del cubo\ fig.291c.

e) Se gira la sección principal del cubo, desde su proyección (A1E1G1C1) hasta su proyección (AEGC), V V V V obteniendo sus proyecciones vertical (A E G C ) y h h h h horizontal (A E G C )\ fig.292g. (Recuérdese que todos los

6) Se traza, por el vértice (C), y paralela a (MN), la arista (CG), ubicando a (G), sobre la recta (r).

101


CUBO


puntos giran inicialmente).

el

mismo

o

ángulo

(α )

determinado g

Se traza, por el centro de cara (N), la recta (d), perpendicular al plano (α); esta recta contiene a la diagonal menor (F-H); cuyo centro es (N)\ fig.292h.

f)

G

v

C

C

D

v

v

A

v

C

h

A

h

2

r

h

3

h

v

r v

1

d

v

v

r

α

v

f1

v

2

A

v

h

A

v

v

11

h

A1

h

h

3 = 31 h h =21 =f1

h

r

h

1

v

32

e

v

E1 N1

v

v

α1 =v

v

A1

v

r2

v

A2

h

h

1

1h

31

G1

12

v

h

v

A2

h

32

h

11

v

12

A2

v

M1 v

h

h

C1 =N1 G1

f

dE-N

v

G2

A2

E1 =M1

h

h

p

v

M2 h

h

v

v

A1

h

r1 =α1

E2

A1

C1

h

h

N2

v h

v

v

v

h

A

11

h

3 = 31

h

h

v

A

h

v

v

h

α1 = r1

11

α1

v

A1

v

A

p

2

h

r1

r1

o

α

h

f

31

v

v

1

v

21

v

3 =p =31

o

f

r

v

3 =p =31

v

H

j

v

N

C

v

G

v

v

h

C2

G v 2

h

h

h

h

fig.292.\ Construcción de un cubo conocido un vértice (A) y una recta (r) que contiene a una diagonal mayor (E-C)\ ejemplo.

102

r v

E

v v

F

v

v

v

M

v

v

B h A

h

r

h

M

h

D

h

E

C

h

F

r

h

M

h

h

B

h

h

4

v

B

h

r

h

A

A v

F

v

h

H

h

E

h

B N

v

G

h

fig.292.\...continuación.

1

c

F

D

v

M

G

h

h

v

N-4

h

E

F

N

h

N

v

h

h

∆Z

h

r

r

dN-E

h

d

h

A

H

A

r

v

2

v

h

v

f

h

G

N

h

f

h

h

v

v

2

f

v

v

4

p

v

v

1

v

h

v

A

D

2

h

N

v

h

E1 =M1

h

F v

h

C1 =N1

G1

H

i

v

A1

v

h

h

v

f

v

v

h

E

N

N-4

A

C1

h

∆Z

v

1v

h

N

v

d h

M1 A

h

v

v

h

G

3 r

G1

v

M

h

h) Se dibujan todas las aristas del cubo y se define su visibilidad\ fig.292j.

v

v

M

Se dibuja, paralela a la diagonal menor (F-H) y de su misma longitud, la diagonal menor (B-D); de la cual su punto medio es (M).

r

C

v

g) Se ubica, sobre la recta (d), el vértice (H); haciendo para ello iguales las longitudes de los segmentos (N-H) y (N-F)\ fig.292i.

b

N1

v

r

v

p v E1

v

E

v

A

Se ubica, sobre la recta (d), el vértice (F); midiendo para ello, por medio de un triángulo de rebatimiento a partir del centro de cara (N), la distancia (dE-N) tomada de la fig.292f.

a

N

v

h

F

v

h

v


PIRÁMIDE REGULAR RECTA


PIRÁMIDE RECTA.

CENTRO DE LA BASE (O).

REGULAR

Centro geométrico de la base; es también su centro de gravedad.

Poliedro cuya base es un polígono regular, y sus caras laterales son triángulos isósceles iguales, los cuales poseen un vértice común (V), denominado vértice principal de la pirámide. En la fig.293, se muestra una pirámide regular recta de base cuadrada, en la cual, se pueden observar los siguientes elementos principales:

ALTURA DE LA PIRÁMIDE (h). Distancia entre el vértice principal (V) de la pirámide y el Centro (O) de la base.

CONSTRUCCIÓN DE UNA PIRÁMIDE REGULAR RECTA, CONOCIDO: LA ALTURA; UN VÉRTICE DE LA BASE; Y UNA RECTA QUE CONTIENE AL EJE.

e Construir una pirámide regular recta de base hexagonal (ABCDEF), dado: el vértice (A) de la base; la altura (h) de la pirámide; y la recta (e) que contiene al eje\ fig.294a.

V

a) Se define, por el vértice (A), y perpendicular al eje (e), el plano base (α). Y se determina el centro (O) de la base (ABCDEF), interceptando el eje (e) con el plano base (α)\ fig.294b.

h D

Se ubica, sobre el eje (e), el vértice principal (A) de la pirámide a la distancia (h) del centro de la base (O).

A

O

α

C

b) Se dibuja, con centro (O), y vértice (A), el hexágono base (ABCDEF), contenido en el plano (α)\ fig.294c. c) Se dibujan las aristas principales de la pirámide, definiendo así su forma y visibilidad\ fig.294d.

B fig.293.\ Pirámide regular recta.

PLANO BASE (α).

a

b

V

Plano que contiene al polígono regular que define la base.

e

h e

BASE.

A

h

Polígono regular contenido en el plano base (α).

A O

CARA.

α

Cada uno de los triángulos isósceles que definen los lados de la pirámide.

c

d

V

V

e

VÉRTICE PRINCIPAL (V). Punto al que concurren todas las aristas principales de la pirámide. Esta contenido en el eje (e) de la pirámide y es el vértice común de todas sus caras.

F

E

F

E e

A O D

D

EJE (e).

α

Recta que contiene al vértice principal (V) de la pirámide y al centro (O) de su base; es perpendicular al plano base (α).

A

O

C

B

α

C

B

fig.294.\ Construcción de una pirámide regular recta, conocido: la altura (h); un vértice (A) de la base y la recta (e) que contiene al eje.

ARISTA PRINCIPAL. Segmento que une un vértice de la base con el vértice principal (V) de la pirámide.

Ejemplo: Definir las proyecciones de una pirámide regular recta de base hexagonal (ABCDEF), de altura (h) dada, con eje en la recta (e), y vértice (A) de la base conocido. (B) por debajo de (A)\ fig.295a.

ARISTA DE LA BASE. Segmento que une dos vértices de la base contiguos.

103




v

a

v

e =t

b e

v

v

f

v

v

A

e) Se define la pirámide y su visibilidad, uniendo los vértices de la base (ABCDEF) con el vértice principal (V) de la pirámide\ fig.295f.

v

α

v

A

h

O h

v

CONSTRUCCIÓN DE UNA PIRÁMIDE REGULAR RECTA, CONOCIDO EL PLANO DE LA BASE; UNA RECTA QUE CONTIENE A UNA ARISTA PRINCIPAL; Y LA LONGITUD DE LAS ARISTAS DE LA BASE.

h

t

h

e

h

α

h

O

e

h

h

h

h

A

f

A

Definir la pirámide regular recta de base cuadrada (ABCD), contenida en el plano (α), siendo conocida la longitud (a) de las aristas de la base y sabiendo que la arista principal (A-V) está contenida en la recta (r)\ fig.296a.

h

h v

V

c

d

v

α

a) Se determina el vértice (A) de la base (ABCD), interceptando la recta (r) con el plano (α)\ fig.296b.

v

α

r

V

v

1

O-1

∆Y

h

O

Por cualquier punto (X) de la recta (r), se traza una recta (p) perpendicular al plano (α), y se determina su intersección (Ι) con el mismo.

r

α

v

D

r

C r

O

O-1 ∆Y

E

h

O F

h

1

v

E D

D

r

E

v

α

v

e

E

h

r

D O

h

F

h

C h

h

B

h

α

D

r

A

c) Se trazan las aristas principales de la definiendo así su forma y visibilidad\ fig.296d.

v

A

v v

E

h

h

O

h

e F

h

a

a

b

p

h

X r

h

h

h

V

pirámide,

h

h

r

v

B

v

C

r

O

v

A

B

r

F v

v

B

h

Se define el vértice principal (V) de la pirámide, cortando las rectas (r y e).

v

α

v

A

E

h

Se traza, por el centro (O) de la base, y paralelo a la recta (p), el eje (e) de la pirámide.

f

α F

b) Se dibuja, contenido en el plano (α), el cuadrado base (ABCD); con vértice (A), longitud de aristas (a), y diagonal (A-C) sobre la recta (d)\ fig.296c.

h

r

A

V

v

v

v

C

O

B

v

r

C

F O

C D

r

α

r

r

r

Se traza la recta (d), que contiene a los puntos (A e Ι). Esta recta contiene a la diagonal (A-C) del cuadrado base (ABCD).

h

A

h

e

α

h

α

h

V

v

O

r

A

B

r

d Ι

A

fig.295.\ Construcción de una pirámide regular recta conocido: la altura (h); un vértice (A) de la base; y una recta (e) que contiene al eje\ ejemplo.

α

α

c

p

a) Se definen las trazas del plano base (α), el cual pasa por el vértice (A) y es perpendicular al eje (e)\ fig.295b.

X

A

a α

c) Se rebate el plano (α), y los puntos (O y A), y se dibuja la r r r r r r proyección rebatida (A B C D E F ) del hexágono base (ABCDEF)\ fig.295d.

D

C

d Ι

e

r

a

D

b) Se determina el vértice principal (V) de la pirámide, midiendo la altura (h) dada, sobre el eje (e), a partir del centro de la base (O)\ fig.295c.

V

e

r

Se define el centro (O) de la base, interceptando el eje (e) con el plano base (α).

d

V

C

O

O

a B

A α

B

fig.296.\ Construcción de una pirámide regular recta, conocido el plano de la base; una recta que contiene a una arista principal; y la longitud (a) de las aristas de la base.

d) Se determinan las proyecciones horizontal y vertical del hexágono base\ fig.295e.

104




Ejemplo: Definir las proyecciones de una pirámide regular recta, de base cuadrada (ABCD) contenida en el plano (α), con arista principal (V-A) contenida en la recta (r), y longitud (a) de las aristas de la base conocida\ fig.297a.

v

v

α

r

α

v

r

v

A

a

v

v

t

Solución (por cambio de planos de proyección):

a) Se determina el vértice (A) de la base, interceptando la recta (r) con el plano (α)\ fig.297b.

h

r

α

h

α

h

h

A

h

b) Por cualquier punto (X) de la recta (r), se traza una recta (p) perpendicular al plano (α), y se determina su intersección (Ι) con este plano\ fig.297c.

r

3

v

v

A

v

1v

p =t Ι

c) Se traza la recta (d), que contiene a los puntos (A e Ι), esta recta contiene también a la diagonal (A-C) del cuadrado base de la pirámide\ fig.297d.

A Ι3

3-V

YA v A

α

b

3

v

V

Ι

α

v v

d

Se establece, por medio de la línea de tierra (3-V), el cambio del plano horizontal de proyección por el plano (3), observando de esta forma el plano (α) en posición vertical. 3

v

X

v

α

h

r =t

a

1h

t

h

r

p

h

Ι

h

A

3

Se definen las proyecciones (A e Ι ) de los puntos (A e Ι).

YA

h

α

h

Ι

h

A

h

d

h

h

h

c

α

d

X 4

d

d) Se establece, por medio de la línea de tierra (3-4), el cambio del plano vertical de proyección por el plano (4), observando de esta forma el plano (α) en la posición frontal\ fig.297e.

D

4

Ι

a

O

Se dibuja, en verdadero tamaño, 4 4 4 4 (A B C D ) del cuadrado base (ABCD).

la

B a Ι

3

A

3

3

3

v

4

O

4

ZC 4

B

3-4

3

D

3

3

α ZA

C

3

A

3

3

B

3

v

A

v

B

ZΙ

3

O

v

Ι

3-V

α

v v

d

D

3-V

v

C

v

d

v

v

h

v

v

h

h

Se define la proyección horizontal (A B C D ) de la base (ABCD)\ fig.297g.

A

O D

V v

O

v

C

g) Se traza, por el centro (O) de la base (ABCD) y perpendicular al plano (α), el eje (e) de la pirámide\ fig.297h.

D

v

v

B

v

B v

r

v

v

v

A

e

v

α

v

α

d h

α

ZC

v

Se define la proyección vertical (A B C D ) de la base (ABCD).

f)

3-4

4

A

v

3

f

4

4

A

e) Se definen, sobre (α ), la proyección (A B C D ) de la base (ABCD)\ fig.297f. v

D

a

4

proyección

C

ZΙ

4

A

v

4

e

4

ZA

4

Se definen las proyecciones (A e Ι ) de los puntos (A e Ι). 4

C

a

v

v

C

h

v

h

B

B

h

Se define, cortando las rectas (r y e), el vértice principal (V) de la pirámide.

C

h

d

O

h

A

Se trazan las aristas principales de la pirámide, definiendo así, su forma y visibilidad.

g

h

O

h

C

α

h

h

v

α D

h

A

h

h

h

D

h

V

r

h

h

e

fig.297.\ Construcción de una pirámide regular recta, conocido el plano base; una recta que contiene a una arista principal; y la longitud de la aristas de la base\ ejemplo.

105




Se dibuja, en verdadero tamaño, la proyección rebatida r r r (A B C ) de la base (ABC); esta es un triángulo equilátero, r con centro en la proyección rebatida (O ) del punto (O) r r r y lado (A B ) en la proyección rebatida (r ) de la recta (r).

CONSTRUCCIÓN DE UNA PIRÁMIDE REGULAR RECTA, CONOCIDO EL VÉRTICE PRINCIPAL, Y EL PLANO BASE, CON UNA RECTA QUE CONTIENE A UNA ARISTA DE LA BASE.

v

v

v

Se definen las proyecciones vertical (A B C ) y horizontal h h h (A B C ) de la base (ABC).

Definir una pirámide regular recta, de base triangular (ABC) contenida en el plano (α), y vértice principal (V), sabiendo que la arista (A-B) de la base está contenida en la recta (r)\ fig.298a.

e) Se trazan las aristas principales de la definiendo así su forma y visibilidad\ fig.299f.

a) Se dibuja, por el vértice principal (V); y perpendicular al plano base (α), el eje (e) de la pirámide\ fig.298b.

v

V

a

pirámide,

v

V

b

Se define el centro (O) de la base, interceptando el eje (e) con el plano base (α).

v

α r

Se construye la base (ABC), la cual es un triángulo equilátero con centro en (O), y arista (A-B) en la recta (r). Se dibujan las aristas principales, definiendo así forma de la pirámide y visibilidad.

v

r

r

h

v

r

h

h

α

a

V

b

V

h

h

V

V

e

r

α

Z

C A r

r α

l

V

v

V

O

v

l

l

e

α

v

α

O

e

r

l

α

v

α

α

B

O

v

O

O

v

O

h

O

l

Y

fig.298.\ Construcción de una pirámide regular recta, conocido el vértice principal, y el plano base con una recta que contiene a una arista de la base.

O

h

h

e

h

α

Ejemplo: Definir las proyecciones de una pirámide regular recta de base triangular (ABC) contenida en el plano (α), el cual es paralelo a la línea de tierra, dado su vértice principal (V) y la recta (r) que contiene a la arista (A-B) de la base. Estando (A) por delante de (B)\ fig.299a.

c

h

α

d

h

V

h

V

r

α

v

C

V

r r

O

Solución (por rebatimiento de planos). a) Se definen las trazas del plano base (α), que contiene a la recta (r) y es paralelo a la línea de tierra\ fig.299b.

r

A

r

v

v

α

v

B

r

B

v

α

C

h

B

l

b) Se definen: la proyección lateral (α ) de plano (α); y la l proyección lateral (V ) del vértice principal (V)\ fig.299c.

C

O

v

l

Se define, por (V ), y perpendicular a (α1), la proyección l lateral (e ) del eje (e) de la pirámide.

v

e

C

h

h

h

v

O

h

v

A

h

α O

O B

v

h

l

v

A

B

Se define la proyección lateral (O ) del centro de la base (O), cortando las proyecciones laterales del eje y el plano (α). h

l

C

h

r

h

A

h

A

h

α

f

h

h

V

fig.299.\ Construcción de una pirámide regular recta de base triangular (ABC), con vértice principal (V), y plano base (α) paralelo a la línea de tierra, dada la recta (r), que contiene a la arista (A-B) de la base\ ejemplo.

v

Se definen las proyecciones horizontal (O ) y vertical (O ) del punto (O). c) Se rebate el plano (α) y el punto (O)\ fig.299d. r

d) Se define la proyección rebatida (r ) de la recta (r)\ fig.299e.

106


PRISMA REGULAR RECTO


CONSTRUCCIÓN DE UN PRISMA REGULAR RECTO, CONOCIDO UN PLANO BASE, CON UNO DE LOS VÉRTICES DE LA MISMA, Y EL CENTRO DE LA OTRA BASE.

PRISMA REGULAR RECTO. Poliedro definido por dos polígonos regulares iguales y paralelos denominados bases, y cuyas caras laterales son rectángulos iguales. en la fig.300, se muestra un prisma regular recto de base hexagonal, en el cual pueden observarse las siguientes partes:

Definir un prisma regular recto, de base triangular (ABC) contenida en el plano (α), conocido el vértice (A) y el centro 1 1 1 1 (O ) de la otra base (A B C )\ fig.301a. 1

1

1

1

a) Se traza, por el centro (O ) de la base (A B C ), y perpendicular al plano (α), el eje (e) del prisma\ fig.301b.

PLANO BASE. Plano que contiene a polígono base. Existen dos paralelos entre sí.

Se define el centro (O) de la cara (ABC), interceptando el eje (e) con el plano (α).

BASE.

Se dibuja, contenida en el plano (α), la base (ABC) del prisma; la cual es un triángulo equilátero, con centro (O) y vértice (A).

Polígono regular que define la base del prisma.

b) Se dibujan, paralelas al eje (e) del prisma, y por los vértices de la base (ABC), las aristas principales del 1 prisma, de longitud (O-O ); obteniendo de esta forma, los 1 1 1 vértices (A B y C ) de la otra base\ fig.301c.

CARA. Cada uno de los rectángulos que definen los lados del prisma.

1

CENTRO DE LA BASE.

1

1

c) Se dibuja la base (A B C ) del prisma, definiendo así su forma y visibilidad\ fig.301d.

Centro geométrico de cualquiera de los polígonos base.

a

EJE (e).

O

b

1

O

Recta que pasa por los dos centros de base del prisma. Es perpendicular a los planos base.

1

e α

ARISTA PRINCIPAL.

B O

C

Segmento, paralelo al eje (e), que une dos vértices de base. α

A

ARISTA DE LA BASE. Segmento que une dos vértices contiguos de una misma base.

1

c

C

B

1

O

ALTURA DEL PRISMA (h). e

Distancia entre los dos centros de cara de un prisma. Es igual a la longitud de las aristas principales.

A C

d

1

1

B

1

O 1

A

e

1

1

A

B 1

C

E F

O

C

1

D

e (EJE)

1

B

O

O 1

A

α

1

1

B E

D

F

A

fig.301.\ Construcción de un prisma regular recto, conocido un plano base, con uno de los vértices de la misma, y el centro de la otra base.

1

C

h

α

A

Ejemplo: Definir las proyecciones de un prisma regular recto de 1 base triangular (ABC), contenida en el plano (α), siendo (O ) el 1 1 1 centro de la otra base (A B C )\ fig.302a.

α

Solución (por rebatimiento de planos): 1

O A

a) Se traza, por el punto (O ) y perpendicular al plano (α), el eje (e) del prisma\ fig.302b.

C

Se determina el centro (O) de la interceptando el eje (e) con el plano (α).

B

cara

(ABC),

h

Se define la proyección horizontal (A ) del punto (A), haciéndolo pertenecer al plano (α).

fig.300.\ Prisma regular recto.

b) Se rebate el plano (α), y los puntos (O) y (A)\ fig.302c.

107




a

O

b

1v

O

c) Se dibuja, en verdadero tamaño, la proyección r r r rebatida (A B C )de la base (ABC); la cual es un triángulo r r equilátero con vértice en (A ) y centro en (O )\ fig.302d.

1v v

v

e =t

h

O

v

α

α

v

A

h

O

h

α

O

1h

O

h

1

α

1

1

e) Se dibuja la base (A B C ) del prisma, definiendo así su forma y visibilidad\ fig.302f.

h h

e

r

c

t

1h

A

h

α

h

d) Se trazan, paralelas al eje (e), las aristas principales del prisma que pasan por los vértices de la base (ABC); 1 todas tienen por longitud la distancia (dO-O ) entre los 1 centros de base (O) y (O )\ fig.302e.

v

v

A

h

Se definen las proyecciones horizontal (A B C ) y vertical v v v (A B C ) de la base (ABC).

v

CONSTRUCCIÓN DE UN PRISMA REGULAR RECTO, CONOCIDO: LA ALTURA; UN VÉRTICE; Y UNA RECTA QUE CONTIENE AL EJE.

v

α r

1

Construir un prisma regular recto de base pentagonal (ABCDE), con eje en la recta (e); altura (h) y vértice (A)\ fig.303a.

v

1 O

r h

1

a) Se traza, por el vértice (A), el plano base (α), perpendicular al eje (e)\ fig.303b.

r

A

h

α

O

h

A

C

d r

Se define, interceptando el eje (e) con el plano (α), el centro (O) de la base (ABCDEF).

h

v

r

α

B

O

O C

Se dibuja la base (ABCDE); la cual es un pentágono regular, con centro (O) y vértice (A).

v

B

v

v

α

b) Se ubica, sobre el eje (e), y a la distancia (h) del centro 1 (O) de la base (ABCDE), el centro (O ) de la base 1 1 1 1 1 (A B C D E )\ fig.303c.

v

A

r

r

B

r

A

h

A

O

h

1

C O

C

1v

C

a

1v

1v

B O

C

1v

v v

B

O

v

O

A h

α

h

A

A

v

v

B

c

C

B

O

B

1

O

h

α

1h

B

C

h

C

O

h

O B

1h

C

h

α

fig.302.\ Construcción de un prisma regular recto, de base 1 triangular (ABC) contenida en el plano (α), siendo (O ) el 1 1 1 centro de la otra base (A B C )\ ejemplo.

C

d E

D

1

O

1

B

1

1

E

1

A

h D

C E

A

1

e

D

C h

1

1

A

A

A

1

h

1h

h

D O

h

1h

E A

α

e

h

1

B

1h

1

1h

B

1h h

1h

O B

α

v

A C

D

C

v

v

α

v

A

e

h

C

1v

v

1

1v

A O

1

b

e

1v

B

A

1

h

f

1v

1

c) Se dibuja la base (A B C D E ) del prisma, definiendo así su forma y visibilidad\ fig.303d.

h

α

e

Se dibujan, por los vértices de la base (ABCDE), y paralelas al eje (e), las aristas principales del prisma, todas de longitud igual a la altura (h) del prisma; definiendo así los 1 1 1 1 1 vértices (A B C D E ) de la otra base.

h

O B

E A

α

fig.303.\ Construcción de un prisma regular recto, conocido: la altura; un vértice; y la recta (e) que contiene al eje.

108




plano de punta, debido a que el eje (e) es una recta frontal\ fig.304b.

Ejemplo. Definir las proyecciones de un prisma regular recto de base pentagonal (ABCDE), de altura (h), con eje en la recta (e) y vértice (A) de la base (ABCDE)\ fig.304a. a

b

v

A

Se define el centro (O) de la base (ABCDE), interceptando el eje (e) con el plano (α).

v

A

Se rebate el plano (α), y los puntos (A) y (O).

v

e

v

e

O

v

α

r

LT=α r

h

h

r

A

h

A

h

e

O

O

r

v

α

c

A

v

E

O

D v

α

d

v

D

v

C

C

r r

r

A

C

e

B

h

A

O

r

r

C O

h

C eh

r

h

r

E

D

α

r

D

A

A

r

v

E

O

h

v

c

v

C

v

B

v

B

1h

1h

α

A

h

C

e

O

C

h

h

D

D

1

C

1

D e

r

A B

D α

1

A O

D

C

fig.305.\ Construcción de un prisma regular recto, conocida su altura, un vértice y una recta que contiene a una arista principal.

1h

E

h

O

1

1h

1

h

h

E

O

h

α

C

A

1

B

e

O

B

A h

1

h

v

h

α 1

d

r O

B

h

A

h

v

C

h

v

C

D

h

C D

v

O

h

r

v

e E

h

h

B

α

v

v

v

v

A

v

b

a

h

v

e

v

h

α

h

E Dr

r

E

h

v

Construir un prisma regular recto de base cuadrada (ABCD) y altura (h), dado su vértice (A) y la recta (r), que contiene a la 1 arista principal (C-C )\ fig.305a.

r

A

r

v

CONSTRUCCIÓN DE UN PRISMA REGULAR RECTO, CONOCIDA SU ALTURA, UN VÉRTICE, Y UNA RECTA QUE CONTIENE A UNA ARISTA PRINCIPAL.

v

h

B

h

v

LT=α

r

r

v

B

v

B

O

v

e O

D

r

r

d) Se trazan, por los vértices de la base (ABCDE), y paralelas al eje (e), las aristas principales del prisma; siendo todas de longitud igual a su altura (h). Se ubican 1 1 1 1 1 de esta forma a los vértices (A B C D E ) de su otra base, definiendo así la forma del prisma y su visibilidad\ fig.304e.

α

v

v

LT=α

h

e

h

r

E

v

B

r

c) se define la proyección horizontal (A B C D E ) de la base (ABCDE)\ fig.304d.

r

v

A

e

v

C

h

r

E v

r

b) Se define la proyección vertical (A B C D E ) de la base (ABCDE)\ fig.304c.

B A

r

Se dibuja la proyección rebatida (A B C D E ) de la base (ABCDE); la cual es un pentágono regular, con centro r (O ) y vértice (Ar).

v

1h

a) Se define, por el vértice (A), y perpendicular a la recta (r), el plano (α) de la base (ABCD)\ fig.305b.

fig.304.\ Construcción de un prisma regular recto de base pentagonal (ABCDE), conocido: la altura (h); el vértice (A) de la base (ABCDE); y la recta (e) que contiene al eje\ ejemplo.

Se define el vértice (C), interceptando la recta (r) con el plano (α). b) Se dibuja, contenido en el plano (α), el cuadrado base (ABCD); cuya diagonal es el segmento (A-C). El punto medio del segmento (A-C) es el centro (O) de esta base\ fig.305c.

Solución (por rebatimiento de planos): a) Se define, por el vértice (A) y perpendicular al eje (e), el plano (α), que contiene a la base (ABCDE); este es un

Se traza, por el punto (O) y paralelo a la recta (r), el eje (e) del prisma.

109




Se ubica, sobre la recta (r), y a la distancia (h) del vértice 1 1 1 1 1 (C), el vértice (C ) de la base (A B C D ).

D

f r

Se ubica, sobre el eje (e), y a la distancia (h) del punto (O), 1 1 1 1 1 el centro (O ) de la base (A B C D ).

C

v

O

1

1

v

B

O

r

h

r

v

v

v

v

C

C

r C

h

h

C

h

D

O

A

C

f

A v

v

v

i

O

C

v

v

A

v

D

r

r C

r

v

B

v

O

v

B

∆z

h

a

C

C

h

h

h

A

D

1v

B

h

B h

f

c

h

A

h

A

C

h

D

h

1h

1h

1h

B

1r

B

∆z

h

h

D O

B

h

1v

A

1h

1h

h

1v

1v

h

h

O

t

f

b

h

A

r

h

h

h

1v

v

C

h

h

A

v

v

A

h

h

1v

r

h

B D

h r

v

O

h

h

f

B

h

h

h

h

f

v

r

h

h

v

f

v

h

r =t

f h

α

r

B

r

r

v v

v

A =A

r

v

h

v

v

D

A

O v

f =EJE

a) Se define, por el vértice (A) y perpendicular a la recta (r), el plano (α) de la base (ABCD)\ fig.306b.

v

v

f

v

C

r

v

B

1

Solución (por rebatimiento de planos a través de una recta frontal):

h

r D

v

Ejemplo: Definir las proyecciones de un prisma regular recto de base cuadrada (ABCD), conocido el vértice (A), la altura (h); y la 1 recta (r), que contiene a la arista principal (C-C )\ fig.306a.

v

r

A =A

v

Se dibuja la base (A B C D ) del prisma, definiendo así su forma y visibilidad.

A

D

g

v

c) Se dibujan, paralelas a la recta (r), las aristas principales del prisma, todas de longitud (h)\ fig.305d. 1

v

h

r

1h

A

h

O

h

h

B

h

A

fig.306.\ ...continuación v

v

h C

r

A =A

d

v

v

h

e

r

A =A

b) Se determina el vértice (C), interceptando el plano (α) con la recta (r)\ fig.306c.

v

C

∆y r

v

r

v

D

v

O

r

B C

v

f =EJE

r

r

c) Se rebaten, eligiendo como eje la recta frontal (f), los puntos (A) y (C) contenidos en el plano (α)\ fig.306d.

r

r

f =EJE C

r

v

r C

h

r

h

C h

h

∆y h

f

h

r

r

v

v

v

e) Se define la proyección vertical (A B C D ) de la base (ABCD)\ fig.306f.

h

f)

h

h

h

∆y A

r

d) Se dibuja la proyección rebatida (A B C D ) de la base (ABCD); la cual es un cuadrado de vértices opuestos (A y C)\ fig.306e.

v

h

f

h

h

h

h

Se define la proyección horizontal (A B C D ) de la base (ABCD)\ fig.306g.

g) Se traza, por el vértice (B), y paralela a la recta (r), la 1 1 arista principal (B-B ), y se ubica sobre ella, el vértice (B ) a la distancia (h) del vértice (B)\ fig.306h.

h

A

h) Se dibujan las demás aristas principales del prisma, todas paralelas a la recta (r), y de altura (h), definiendo la otra 1 1 1 1 base (A B C D ) del prisma\ fig.306i.

fig.306.\ Construcción de un prisma regular recto de base cuadrada (ABCD), conocido el vértice (A), la altura (h), y la 1 recta (r), que contiene a la arista principal (C-C )\ ejemplo.

Se define la forma y visibilidad y visibilidad del prisma.

110


BIBLIOGRAFÍA


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111

Ejercicios Resueltos de Descriptiva

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