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Coordenadas esféricas con latitud

Las coordenadas esféricas describen un punto del espacio en términos de tres datos: dos ángulos (uno que da una vuelta completa, y otro que da media vuelta) y una distancia (número real positivo). No hay un convenio único ni en cómo escoger los ángulos ni en qué símbolos utilizar para estos datos. En diferentes libros verás convenios distintos. En esta aplicación hemos escogido el ángulo azimutal y la latitud, y la notación usada es la siguiente:
  • , la distancia del punto al origen de coordenadas,
  • , el ángulo que forma el plano que contiene al punto al eje vertical con otro plano que contiene al eje (en la figura el plano ). Este ángulo se llama ángulo azimutal.
  • , el ángulo que forma el segmento que une el punto con el origen con un plano perpendicular al eje (en la figura el plano ). Este ángulo da la latitud y es negativo para puntos que están por debajo del plano y positivo para puntos que están por encima).
Las coordenadas esféricas no están definidas para los puntos del eje, puesto que el ángulo no está definido para esos puntos. Las coordenadas esféricas son una extensión al espacio tridimensional de las coordenadas polares del plano. Las coordenadas cartesianas de un punto en términos de las coordenadas esféricas dadas mediante la latitud y el ángulo azimutal son: donde En la figura se muestra un punto del espacio y las coordenadas esféricas en términos de latitud y ángulo azimutal del punto.

Instrucciones:

En la parte inferior de la construcción se ve el punto (en rojo) y las coordenadas esféricas en términos del ángulo azimutal y la latitud asociados al punto, . En la parte superior de la construcción se pueden cambiar los valores de moviendo el punto sobre la semirrecta azul, el ángulo azimutal al mover el deslizador verde y la latitud , al mover el deslizador púrpura. Las curvas coordenadas se generan dejando una de las variables libre, y fijando las otras dos. Estas curvas coordenadas aparecen al marcar la casilla correspondiente. Si, por ejemplo, se deja variar y se fijan y aparece una curva coordenada de color púrpura. Si se mueve el punto usando solo el deslizador púrpura (es decir, variando solo la latitud ) se obtiene la misma curva coordenada. Lo mismo ocurre para el resto de las curvas coordenadas. Al marcar la casilla "Esfera centrada en el origen que pasa por P", se puede ver dicha esfera. La curvas coordenadas con variable son paralelos sobre la esfera (en color verde) y las curvas coordenadas con variable son meridianos de la esfera que cortan al ecuador cuando .