domingo, 21 de abril de 2019

Modelización matemática: algunas actividades extra


Actividad 1: Cocinando con mi mamá

 La mamá de Carlos le encanta cocinar para su familia. Un día decidió hacer un pan casero, la receta especifica que necesita 3 tazas de harina y una taza de leche, además de otros ingredientes, para preparar 20 panecillos. Como su familia se deleita mucho del pan casero, ella decide  usar toda la harina con que cuenta y cuando la mide, descubre que tiene 16,5 tazas de harina. Ahora, el problema para ella es determinar la cantidad de leche y del resto de los ingredientes, de manera exacta, para cumplir con la receta. Como sabe que de Carlos le gusta realizar cálculos matemáticos, le pide ayuda para determinar las cantidades exactas que necesita.

 Así ¿Cuántas tazas de leche le dije que debería usar?. Además ¿Cuántos panecillos pudo preparar mi madre con la cantidad de ingredientes que usó?
 Redacte un informe donde se describa el método de solución utilizado y sus conclusiones para cada una de las preguntas anteriores. Y conteste la siguiente pregunta ¿En cuáles otras situaciones similares se podría aplicar el razonamiento de este problema?





Actividad 2: Construyendo nuestro nuevo colegio


Gonzalo es maestro de obras y tiene a su cargo la construcción del nuevo Colegio de San Juan. Dispone de los planos originales que le ha dado el arquitecto de la obra. Un día, por problemas de salud él se incapacitó por 2 meses, ausentándose de la construcción. Antes de irse dejó la fotocopia de parte del plano que correspondía a las aulas 5 y 6 del colegio para entregárselo a Pedro, uno de los albañiles que están a cargo de la obra en ausencia de Gonzalo. Él le aclaró a Pedro que la fotocopia fue reducida al 50% y que el plano original, por su parte, había sido construido en una escala de 1cm corresponde a 50 metros de la realidad. (ver figura 1)


Luego de hacer algunos cálculos, Pedro, orgulloso de su nueva responsabilidad inició la construcción.  Después de un día de trabajo, los albañiles notaron que había algo extraño, las dimensiones del aula no guardaban relación con las dimensiones del resto de la construcción, por lo que, Pedro decide convocar a reunión todo el personal a su cargo. 
 Pedro necesita su ayuda para resolver este problema. Él hace las siguientes preguntas:
 a. ¿Qué piensan ustedes que ocurrió a las aulas 5 y 6 con relación al plano original?   b. ¿Cuáles cálculos creen ustedes que hizo la comisión para confirmar la sospecha o desechar la misma de una posible modificación de medidas en la obra original en relación con: el piso, los pasillos, paredes o techos? 
 c. Si hay una modificación de la obra, ¿Qué efectos van a tener dentro de la obra las aulas 5 y 6 de un total de 25 aulas a construir?. Además, ¿Cuál es la acción correcta a seguir por parte del maestro de obras (Pedro) para que no se sancione al arquitecto de la obra?
 Escribe un informe donde se describa el método de solución utilizado y sus conclusiones para cada una de las preguntas anteriores. Además ¿En cuáles otras situaciones similares se podría aplicar el razonamiento de este problema




DENSIDAD


LA DENSIDAD
La densidad de una sustancia se define como la cantidad de masa que posee por unidad de volumen.





Densidad = masa (m) /Volumen (v)

La densidad (d) es una propiedad intensiva y no depende de la cantidad de masa presente, para un material dado la relación de masa a volumen siempre es la misma; es decir, el volumen aumenta conforme aumenta la masa. Usualmente la densidad se expresa en g/mL, g/l, g/cc.

 EJEMPLOS 1. 

Densidad de una sustancia a partir de su masa y volumen: calcular la densidad del oro sabiendo que 50 g de esta sustancia ocupan 2.59 ml de volumen 

SOLUCIÓN
d= masa /Volumen= 50 g/ 2.59mL = 19.33 g/ml 

EJEMPLO 2

Cálculo de la masa de un líquido contenido en un volumen dado: la densidad del etanol es 0.798 g/ml. Calcular la masa de 17.4 ml del líquido. 

SOLUCIÓN 
m = d x v=  0.798 g/ml x 17.4 ml = 13.9 g




Tabla de densidades de algunas sustancias


SustanciaDensidad media
(kg/m3)
SustanciaDensidad media
(kg/m3)
Aceite920Diamante1320
Acero7850Gasolina680
Agua destilada a 4 °C1000Hielo980
Agua de mar1027Hierro7874
Aire1,2Madera600 - 900
Alcohol780Plata10490
Aluminio2700Platino21450
Carbono2260Plomo11340
Caucho950Sangre1480 - 1600
Cobre8960Tierra (planeta)5515
Cuerpo humano950Vidrio2500

Fuente: https://www.ecured.cu/Densidad