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Situación de Modelación Matemática. (El Árbol Partido por el Rayo)

Contexto narrativo

Después de un picnic familiar, durante el regreso a casa se desata una tormenta eléctrica. La familia se detiene a esperar que escampe y, al retomar el viaje, observan que un rayo ha partido un árbol perpendicularmente a la mitad de su altura. Esto genera la pregunta: ¿cuál es el volumen de la parte del árbol que quedó en pie?

Ilustracón de un árbol partido por un rayo

Ilustracón de un árbol partido por un rayo

Pregunta problematizadora

¿Cómo podemos calcular el volumen aproximado de la porción del árbol que permanece en pie después del impacto del rayo?

Preguntas guía para el desarrollo:

1. ¿Qué información necesitas conocer sobre el árbol para calcular su volumen? Identifica y lista todos los datos que consideras necesarios. ¿Cómo obtendrías o estimarías esos datos en esta situación?

2. ¿Qué forma geométrica o modelo matemático usarías para representar el árbol? Justifica tu elección. ¿Qué ventajas y desventajas tiene tu modelo?

3. Propón un procedimiento matemático completo para calcular el volumen de la parte que quedó en pie. Incluye fórmulas, ecuaciones o métodos que utilizarías. Realiza el cálculo con datos razonables que estimes.

4. ¿Qué porcentaje del volumen total del árbol representa la parte que quedó en pie y qué porcentaje cayó al suelo?

¿Te sorprende este resultado? ¿Por qué?

5. Si el rayo hubiera cortado el árbol a una altura diferente (por ejemplo, a 1/3 o 2/3 de su altura total), ¿cómo cambiarían los volúmenes de las partes? ¿Existe alguna altura de corte donde ambas partes tengan el mismo volumen?

6. Compara tu modelo con otros posibles modelos matemáticos para representar árboles.

¿En qué se parecen y en qué difieren?

¿Cuál consideras más preciso y por qué?

7. ¿Qué limitaciones tiene tu modelo matemático al compararlo con un árbol real?

¿Qué factores reales no está considerando tu modelo?

¿Cómo afectan estas limitaciones a la precisión de tu resultado?

8. Reflexión final: ¿Qué criterios utilizarías para decidir si un modelo matemático es "suficientemente bueno" para este problema? Considera aspectos como: precisión, simplicidad, aplicabilidad, recursos necesarios.