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Prof. Dr. Ricardo Cardoso de Oliveira FUNDAMENTOS BÁSICOS DA ENGENHARIA GEOMETRIA E A ENGENHARIA Geometria euclidiana é a geometria sobre planos ou objetos em três dimensões, com base nos postulados de Euclides de Alexandria. Os Elementos • Um dos livros mais influentes na história, tanto pelo seu método quanto pelo seu conteúdo matemático. • O método consiste em assumir um pequeno conjunto de axiomas ou postulados, para então provar várias outras proposições a partir desses axiomas. • Muitos dos resultados apresentados já haviam sido afirmados por matemáticos gregos anteriores, porém ele foi o primeiro a demonstrar como essas proposições poderiam ser reunidas juntas, em um abrangente sistema dedutivo. GEOMETRIA E A ENGENHARIA Geometria euclidiana • Postulado 1 - Com dois pontos distintos, há um único segmento de reta que os une. • Postulado 2 - Um segmento de reta pode ser prolongado indefinidamente para construir uma reta. • Postulado 3 - Com um ponto qualquer e uma distância qualquer, pode-se construir uma circunferência de centro naquele ponto e com raio igual à distância dada. • Postulado 4 - Todos os ângulos retos são congruentes (semelhantes). • Postulado 5 - Se duas linhas intersectam uma terceira linha de tal forma que a soma dos ângulos internos em um lado seja menor que dois ângulos retos, então as duas linhas devem intersectar-se neste lado, caso sejam estendidas indefinidamente (Postulado das Paralelas). GEOMETRIA E A ENGENHARIA Geometria euclidiana Representação do postulado das paralelas GEOMETRIA E A ENGENHARIA Geometria esférica - Bernhard Riemann Geometria euclidiana - Euclides Geometria hiperbólica - Nikolai Lobachevsky Representação triângulos em diversas geometrias GEOMETRIA E A ENGENHARIA O perímetro é a medida do comprimento de um contorno. A unidade de medida empregada no cálculo do perímetro é a mesma unidade de medida de comprimento, isto é, metro, centímetro, quilômetro, pé, polegada etc. EXEMPLO 1 (ENEM – Adaptado) Para o reflorestamento de uma área, deve-se cercá-la, totalmente, com tela, os lados de um terreno, exceto o lado margeado pelo rio, conforme a figura. Cada rolo de tela que será comprado para a confecção da cerca contém 48 metros de comprimento. Determine a quantidade mínima de rolos que deve ser comprada para cercar esse terreno. Solução: Representação para o exercício EXEMPLO 2 Em escoamento em canais, o perímetro molhado é definido como o comprimento relativo ao contato do líquido com o conduto. Determine o perímetro molhado para a situação de escoamento em canal aberto, ilustrado pela Figura. Solução: Representação de um canal EXEMPLO 3 (ENEM – Adaptado) Sobre um sistema cartesiano, considera-se uma malha formada por circunferências de raios com medidas dadas por números naturais e por 12 semirretas com extremidades na origem, separadas por ângulos de � � rad, conforme a figura. Suponha que os objetos se desloquem apenas pelas semirretas e pelas circunferências dessa malha, não podendo passar pela origem (0,0). Determine a distância mais curta possível ao longo da malha, para que um objeto saia do ponto B e chegue até o ponto A. Representação do exercício EXEMPLO 3 Solução: Representação do exercício EXEMPLO 4 O losango representado na Figura 1 foi formado pela união dos centros das quatro circunferências tangentes, de raios de mesma medida. Ao dobrar o raio de duas das circunferências centradas em vértices opostas ao losango e ainda ao manter a configuração das tangências, obtém-se uma situação conforme a ilustrada pela Figura 2. Determine o aumento percentual do perímetro do losango da Figura 2, quando comparado ao perímetro do losango da Figura 1. EXEMPLO 4 Solução: EXEMPLO 5 (ENEM – Adaptado) O mapa a seguir representa um bairro de determinada cidade, no qual as flechas indicam o sentido do tráfego. Sabe-se que esse bairro foi planejado e que cada quadra representada na figura é um terreno quadrado, de lado igual a 200 metros. Ao desconsiderar a largura das ruas, qual seria o tempo, em minutos, que um ônibus, em velocidade constante e igual a 40 km/h, partindo do ponto X, demoraria para chegar até o ponto Y? Representação do exercício EXEMPLO 5 Solução: Representação do exercício